“optimizaciÓn del consumo de shotcrete de...
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1
Ca UNIVERSIDAD PERUANA DEL CENTRO
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Tesis
“OPTIMIZACIÓN DEL CONSUMO DE SHOTCRETE DE LABORES
PERMANENTES PARA LABORES TIPO IIIB – IVA; RMR 31-50
CARAHUACRA VOLCAN COMPAÑÍA MINERA S.A.A.”
Para obtener el título profesional de
INGENIERO CIVIL
Presentado por el bachiller
CARHUANCHO UTCANI, MARCO ANTONIO
Asesor
DR. JOSE LUIS LEON UNTIVEROS
ING. MELQUIADES ELMER HINOSTROZA BARTOLO
Huancayo, Julio del 2020
2
ratula
t MIEMBROS DEL JURADO
Mg. José Luis León Untiveros
PRESIDENTE
Ing. Raúl Curasma Ramos
CIP 130642
Ing. Miguel Ángel Pinado Santos
CIP 162339
Ing. Melquiades Elmer Hinostroza Bartolo
CIP 90853
amen de declaración de expedito
3
Acta de sustentación del jurado examinador
ificado de la comisión de etica
Página de dedicatoria
DEDICATORIA
A mi madre, que desde el cielo me guio para poder
culminar esta carrera y también a mi padre por su
sacrificio y esfuerzo, que influyó en mi durante
todos estos años.
4
ÍNDICE GENERAL
Caratula
Dictamen de declaración de expedito
Acta de sustentación del jurado examinador ............................................................................. 2
Certificado de la comisión de etica ............................................................................................ 3
Página de dedicatoria ................................................................................................................. 3
ÍNDICE GENERAL .................................................................................................................. 4
ÍNDICE DE FIGURAS............................................................................................................ 10
ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................................. 11
ÍNDICE DE GRÁFICOS ......................................................................................................... 13
Resumen ...................................................................................................................................
14
ABSTRACT .............................................................................................................................
15
INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................
16
CAPÍTULO I
PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO
1.1 PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ........................................ 17
1.2 ENUNCIADO DEL PROBLEMA .................................................................................... 18
1.2.1 Problema general ............................................................................................................ 18
1.2.2 Problema específico ........................................................................................................ 18
1.3 OBJETIVOS ...................................................................................................................... 19
1.3.1 Objetivo general .............................................................................................................. 19
5
1.3.2 Objetivos específicos ...................................................................................................... 19
1.4 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA .............................................................................. 19
1.5 FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS.............................................................................20
1.5.1 Hipótesis general .............................................................................................................
20
1.5.2 Hipótesis específicas ....................................................................................................... 20
1.6 IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES.............................................................................. 21
1.7 ALCANCES Y LIMITACIONES ..................................................................................... 21
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
2.1 ANTECEDENTES ............................................................................................................ 22
2.1.1 Antecedentes Internacionales ..........................................................................................
22
2.1.2 Antecedentes Nacionales ................................................................................................ 27
2.1.3 Antecedentes Regionales ................................................................................................ 32
2.2 BASES TEÓRICAS........................................................................................................... 37
2.2.1 Volcan Compañía Minera ............................................................................................... 37
2.2.2 U.E.A. Yauli ................................................................................................................... 38
2.2.3 Mina Carahuacra ............................................................................................................. 39
2.2.3.1 Ubicación ..................................................................................................................... 39
2.2.3.2 Accesibilidad................................................................................................................ 40
2.2.3.3 Geología regional ......................................................................................................... 40
2.2.3.4 Estratigrafía ..................................................................................................................
41
2.2.3.5 Principales Unidades Litológicas ................................................................................. 42
2.2.3.6 Intrusivos...................................................................................................................... 45
6
2.2.3.7 Ocurrencia de la mineralización .................................................................................. 49
2.2.3.8 Explotación subterránea ............................................................................................... 52
2.2.3.9 Ciclo de minado ........................................................................................................... 55
2.2.3.10 Sostenimiento y estabilización del macizo rocoso.....................................................58
2.2.4 Concreto Lanzado (Shotcrete) ........................................................................................ 59
2.2.5 Tecnología de Shotcrete .................................................................................................. 59
2.2.5.1 Shotcrete vía seca ......................................................................................................... 59
2.2.5.2 Shotcrete vía húmeda ................................................................................................... 61
2.2.5.3 Método rebote .............................................................................................................. 62
2.2.5.4 Materiales para la mezcla ............................................................................................. 64
2.2.5.5 Diseño de mezcla de shotcrete vía húmeda ................................................................. 68
2.2.6 Sostenimiento con shotcrete ........................................................................................... 68
2.2.7 Mapa del proceso ............................................................................................................ 69
2.2.8 Recomendaciones geomecánicas .................................................................................... 69
2.2.9 Análisis de diseño ........................................................................................................... 71
2.2.10 Producción .................................................................................................................... 73
2.2.11 Sipoc – Producción de shotcrete ................................................................................... 74
2.2.11.1 Insumos y proveedores .............................................................................................. 74
2.2.11.2 Identificación de Problemas ....................................................................................... 77
2.2.11.3 Costos ....................................................................................................................... 78
2.2.11.4 Sugerencias ................................................................................................................ 79
2.2.12 Transporte ..................................................................................................................... 80
2.2.12.1 Sipoc ....................................................................................................................... 80
2.2.12.2 Identificación de Problemas ....................................................................................... 81
7
2.2.12.3 Análisis de tiempos .................................................................................................... 81
2.2.12.4 Costos ....................................................................................................................... 87
2.2.12.5 Sugerencias ................................................................................................................ 88
2.2.13 Lanzado .......................................................................................................................88
2.2.13.1 SIPOC ....................................................................................................................... 88
2.2.13.2 Identificación de problemas ....................................................................................... 89
2.2.13.3 Identificación de causas ............................................................................................. 90
2.2.13.4 Análisis de tiempos .................................................................................................... 90
2.2.13.5 Casos de espera más representativos ......................................................................... 95
2.2.13.6 Costos ....................................................................................................................... 97
2.2.13.7 Sugerencias ................................................................................................................ 97
2.2.14 Sostenimiento con perno y malla .................................................................................. 99
2.2.14.1 SIPOC ....................................................................................................................... 99
2.2.14.2 Identificación de problemas ....................................................................................... 99
2.2.14.3 Análisis de tiempo.................................................................................................... 100
CAPÍTULO III106
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN106
3.1 MÉTODO Y ALCANCES DE LA INVESTIGACIÓN .................................................. 106
3.1. Tipo de investigación ...................................................................................................... 106
3.1.2 Nivel de investigación................................................................................................... 106
3.1.3 Método de investigación ............................................................................................... 106
3.2 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN .............................................................................. 107
3.2.1 Diseño general .............................................................................................................. 107
3.2.2 Diseño específico .......................................................................................................... 107
8
3.3 POBLACIÓN Y MUESTRA ........................................................................................... 107
3.3.1 Universo ..................................................................................................................... 107
3.3.2 Muestra ..................................................................................................................... 107
3.4 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS ........................... 107
3.5 MÉTODO Y PROCEDIMIENTO ................................................................................... 108
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
4.1 DISEÑO PROPUESTO DEL SHOTCRETE .................................................................. 110
4.1.1 Especificaciones ............................................................................................................
110
4.1.2 Materiales ..................................................................................................................... 110
4.1.3 Volumen unitario de agua: ............................................................................................ 111
4.1.4 Contenido de aire: ......................................................................................................... 111
4.1.5 Relación agua / cemento: .............................................................................................. 111
4.1.6 Factor cemento: .............................................................................................................
112
4.1.7 Contenido de agregado grueso: ..................................................................................... 112
4.1.8 Cálculo de volúmenes absolutos: .................................................................................. 112
4.1.9 Contenido de agregado fino: ......................................................................................... 113
4.1.10 Valores del diseño: ...................................................................................................... 113
4.2 CÁLCULO DE ESPESOR DEL SHOTCRETE ............................................................. 113
4.3 ANÁLISIS DE CONSUMO TOTAL DE SHOTCRETE AÑO 2018 ............................. 115
4.4 ANÁLISIS DE COSTO: .................................................................................................. 117
4.5 ANÁLISIS DE RESISTENCIA Y CONTROL DE CALIDAD DEL SHOTCRETE .... 121
4.5.1 Control de calidad del agregado ................................................................................... 121
9
4.5.2 Resistencia a la compresión .......................................................................................... 122
4.5.3 Simulación de tajeos y diagrama de contornos ............................................................. 123
4.6 PRUEBA DE HIPÓTESIS ............................................................................................... 127
4.6.1 Hipótesis General .......................................................................................................... 127
4.6.2 Hipótesis específicas ..................................................................................................... 127
CONCLUSIONES .................................................................................................................
129
RECOMENDACIONES ........................................................................................................
130
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................... 131
ANEXOS ............................................................................................................................... 132
Matriz de consistencia............................................................................................................ 133
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1: Distribución de minas y plantas de Volcan Compañía Minera S.A.A. 38
Figura 2: Ubicación de propiedades mineras de Volcan 38
Figura 3: Ubicación de la unidad de producción Carahuacra 39
Figura 4: Plano geológico regional 41
Figura 5: Estratigrafía del área 42
Figura 6: Mapa Geológico 49
Figura 7: Modelo de mineralización de la veta San Cristóbal en el domo de Yauli 50
Figura 8: Modelo de mineralización de la veta Carahuacra en el domo de Yauli 51
Figura 9: Método de ecplotación corte y relleno ascendente tipo Breasting 53
Figura 10: Ciclo de minado en la mina Carahuacra 55
Figura 11: Esquema de liba de shotcrete (vía seca) 61
Figura 12: Esquema de equipo lanzador de shotcrete vía húmeda 62
Figura 13: Proceso de producción, transporte y lanzado de shotcrete 69
Figura 14: Condiciones geomecánicas de la mina 70
10
Figura 15: Esquema de proceso de producción de shotcrete 73
Figura 16: Diseño de shotcrete de gradiente a gradiente 107
Figura 17: Diagrama de contornos 123
Figura 18: Llenado de datos en el software Phase 2 124
Figura 19: Especificaciones de los materiales existentes 125
Figura 20: Análisis del factor de seguridad de la labor con shotcrete sin optimizar 126
Figura 21: Simulación y análisis del factor de seguridad con la nueva alternativa de
optimización del shotcrete 126
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Diseño de shotcrete Vía Húmeda con fibras ......................................................... 50
Tabla 2 Criterios de caracterización de principales versiones sistema RMR ..................... 53
Tabla 3 SIPOC .................................................................................................................... 56
Tabla 4 Costo de producción de shotcrete San Cristóbal 2015 ........................................... 60
Tabla 5 Costo de Producción de shotcrete PUMP Carahuacra 2015 .................................. 60
Tabla 6 Costo de Producción de shotcrete Carahuacra 2015 .............................................. 61
Tabla 7 SIPOC .................................................................................................................... 62
Tabla 8 Tiempo operativo durante una guardia de 12 horas ............................................... 63
Tabla 9 Demora operativa durante una guardia de 12 horas ............................................... 63
Tabla 10 Demoras operativas 2, en una guardia de 12 horas .............................................. 64
Tabla 11 Tiempo operativo guardia noche 05/02 al 07/02 ................................................. 66
Tabla 12 Tiempo operativo durante la guardia de 12 horas ................................................ 67
Tabla 13 Costos de lanzado de shotcrete por empresa ........................................................ 69
Tabla 14 Diagrama de caracterización del lanzado de shotcrete Sipoc .............................. 70
Tabla 15 Tiempo efectivo de lanzado de shotcrete ............................................................. 72
11
Tabla 16 Actividades de las demoras operativas ................................................................ 72
Tabla 17 Demoras no operativas ......................................................................................... 73
Tabla 18 Casos de espera .................................................................................................... 76
Tabla 19 Costos de lanzado por propiedad de equipo ......................................................... 78
Tabla 20 Costo de aditivo para shotcrete ............................................................................ 78
Tabla 21 SIPOC Sostenimiento con perno y malla ............................................................. 80
Tabla 22 Tiempo operativo durante la guardia de 12 horas ................................................ 82
Tabla 23 Demoras operativas 1, durante la guardia de 12 horas ........................................ 82
Tabla 24 Demoras operativas 2, durante la guardia de 12 horas ........................................ 83
Tabla 25 Lanzado de shotcrete por empresa ....................................................................... 88
Tabla 26 Lanzado de shotcrete por mes .............................................................................. 88
Tabla 27 Peso real de materiales para shotcrete .................................................................. 93
Tabla 28 Cálculo de espesor de shotcrete ........................................................................... 94
Tabla 29 Programa anual de accesos - 2018 ....................................................................... 95
Tabla 30 Programa anual de proyección para shotcrete 2018. ............................................ 95
Tabla 31 Cubicación teórica de shotcrete. .......................................................................... 96
Tabla 32 Costo de material según diseño de shotcrete. ...................................................... 97
Tabla 33 Cuadro comparativo de costos. ............................................................................ 98
Tabla 34 Costo por metro cúbico según programa anual 2018. .......................................... 98
Tabla 35 Costo por metro cúbico según programa 2018 – Lanzado de Shotcrete de gradiente
a gradiente. ..........................................................................................................................
99 Tabla 36 Control de calidad del agregado. ........................................................................
100
ÍNDICE DE GRÁFICOS
12
Gráfico 1: Tornado T - 73 Volcan ........................................................................................... 83
Gráfico 2: Diagrama de barras de Tornado T - 73 Volcan ...................................................... 83
Gráfico 3: Distribución de actividades y demoras operativas ................................................. 86
Gráfico 4: Diagrama de Pareto- Distribución de actividades y demoras operativas ............... 87
Gráfico 5: Distribución de actividades y demoras operativas ................................................. 92
Gráfico 6: Demoras operativas por actividad .......................................................................... 93
Gráfico 7: Diagrama de Pareto de las demoras operativas ...................................................... 94
Gráfico 8: Actividades consideradas en el estudio de tiempos para el Robot R-31 ................ 94
Gráfico 9: Diagrama de Pareto para las actividades consideradas en el estudio de tiempos para
el Robot R-31 ........................................................................................................................... 95
Gráfico 10: Horario de guardia en la Unidad Minera Carahuacra ........................................... 96
Gráfico 11: Distribución de las actividades y demoras operativas ........................................ 103
Gráfico 12: Diagrama de Pareto distribución de las actividades y demoras operativas, así como
las demoras no operativas ...................................................................................................... 104
Gráfico 13: Demoras críticas ................................................................................................. 104
Gráfico 14: Consumo de shotcrete por meses........................................................................ 117
Gráfico 15: Programa de consumo de shotcrete vs proyección de de consumo de shotcrete 117
Gráfico 16: Costo mensual de shotcrete sin optimizar vs costo de shotcrete optimizado ..... 120
Gráfico 17: Costo total de shotcrete sin optimizar vs costo total de shotcrete optimizado ... 120
Gráfico 18: Curva granulométrica ......................................................................................... 121
Gráfico 19: Resistencia a la compresión del shotcrete en probetas ....................................... 123
Gráfico 20: Resistencia a la compresión del shotcrete en diamantina ................................... 123
Resumen
13
La presente investigación Optimización del Consumo de Shotcrete de Labores
Permanentes para Labores Tipo IIIB – IVA; RMR 31-50 Carahuacra Volcan Compañía Minera
S.A.A, tuvo como meta primordial, determinar qué nivel de optimización se logra notar en el
consumo de shotcrete de gradiente a gradiente en labores permanentes, para labores Tipo IIIB-
IVA; RMR 31-50 Carahuacra Volcan Compañía Minera S.A.A. LGVBHa hipótesis
general que se planteó fue que existe un alto nivel de optimización y de buena proporcionalidad
en el consumo de shotcrete de gradiente a gradiente en labores permanentes, para labores Tipo
IIIB-IVA; RMR 31-50 Carahuacra Volcan Compañía Minera S.A.A. Para verificar las
hipótesis tuvo que plantearse la correlación de parámetros tanto en la hipótesis general como
las hipótesis específicas.
El presente protocolo de pruebas tiene como fin dar a conocer la ejecución de pruebas
piloto para el sostenimiento con Shotcrete, con la finalidad de optimizar costos para el
presupuesto 2018, sin afectar el sostenimiento (factor de seguridad).
Palabras Claves: Shotcrete, Económica, ahorro, Minería.
ABSTRACT
The present investigation Optimization of the Permanent Work Shotcrete Consumption
for Type IIIB - VAT; RMR 31-50 Carahuacra Volcan Compañía Minera S.A.A, had as its
primary goal to determine what level of optimization is achieved in the consumption of
shotcrete from gradient to gradient in permanent work, for Type IIIB-VAT work; RMR 31-50
14
Carahuacra Volcan Compañía Minera S.A.A, the general hypothesis that was raised was that
there is a high level of optimization and good proportionality in the consumption of shotcrete
from gradient to gradient in permanent work, for Type IIIB-VAT work; RMR 31-50
Carahuacra Volcan Compañía Minera S.A.A. To verify the hypotheses, the correlation of
parameters in both the general hypothesis and the specific hypotheses had to be considered.
The purpose of this test protocol is to present the execution of pilot tests for the support
with Shotcrete in order to optimize costs for the 2018 budget, without affecting the
sustainability (safety factor).
Keywords: Shotcrete, Economy, savings, mining.
INTRODUCCIÓN
El objetivo del presente estudio, es el de realizar la ejecución de las pruebas piloto para
el sostenimiento con Shotcrete con la finalidad de optimizar costos para el presupuesto 2019,
sin afectar el sostenimiento (factor de seguridad), de la mina Carahuacra.
15
El esquema comprende básicamente diagnósticos preliminares de las condiciones mineras
generalizadas, aplicación del shotcrete, los aspectos de diseño y dosificación, evaluación de la
función de soporte que cumple el sostenimiento de gradiente a gradiente en labores temporales
en cuestión en la estabilidad del macizo rocoso.
En la mina Carahuacra, se emplea el sostenimiento lanzado Vía Húmeda de manera tal
que satisfaga en cuanto a seguridad y estabilidad del macizo rocoso las exigencias de las
operaciones.
Bien sabemos que el sostenimiento en Volcan representa un porcentaje alto en cuanto a
costos, no se escatimó esfuerzos para desarrollar un programa, que nos permitiera optimizar
costos previa evaluación geo mecánica en esta mina, evaluando el dominio de su aplicabilidad,
sus influencias recíprocas con el lanzado y su factibilidad económica comparativa respecto al
sostenimiento de piso a piso, observándose también el aspecto de identificar y resolver las
posibilidades del incremento de su eficiencia técnico-económica.
16
CAPÍTULO I
PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO
1.1 PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
La minería es una de las principales actividades económicas del Perú; del cual,
según el Ministerio de Energía y Minas, más del 45% es realizado bajo el método de
explotación subterránea. Según estadísticas el 63% de accidentes mortales del 2019 se
produjeron en minería subterránea y según el tipo de accidente la mayor cantidad de
víctimas mortales ocurrieron por el desprendimiento de rocas, con un 22% del total;
debido a ello el sostenimiento es uno de los procesos unitarios fundamentales en la
actividad minera, siendo el sostenimiento con shotcrete una de las más utilizadas a nivel
nacional; sin embargo, uno de los problemas es el elevado costo generado por este tipo
de sostenimiento.
El enfoque principal de la investigación es el costo generado por el
sostenimiento con shotcrete en la Unidad Minera Carahuacra perteneciente a Volcan
Compañía minera S.A.A., en donde se realiza el método de explotación mediante Corte
y Relleno Descendente Mecanizado y se utiliza el sostenimiento con shotcrete por vía
húmeda; esto debido a la falta de optimización del consumo de shotcrete, siendo una de
las causas básicas el rebote de las fibras que se genera por el lanzado.
El proceso de lanzado de shotcrete se realiza desde el pie de los hastiales hacia
la corona, generando así un alto consumo; sin embargo, actualmente la mina Carahuacra
está realizando ensayos con labores temporales, donde el lanzado de shotcrete se realiza
17
de gradiente a gradiente; logrando así una mejora en la optimización de costo en materia
de sostenimiento.
Independientemente de los costos de operación, la optimización de consumo de
shotcrete mediante el lanzado de gradiente a gradiente,V no garantizan la seguridad del
personal en el ciclo de minado, por lo cual es necesario realizar pruebas de resistencia
y seguridad para este nuevo método de lanzado de shotcrete utilizado en la Unidad
Minera Carahuacra.
1.2 ENUNCIADO DEL PROBLEMA
1.2.1 Problema general
¿En qué medida la optimización del consumo de Shotcrete en labores
permanentes tipo IIIB – IVA de RMR 31-50 influye en reducir los costos de
sostenimiento en la Mina Carahuacra - Volcan Compañía Minera S.A.A.?
1.2.2 Problema específico
• ¿Cómo influye la reducción del concreto de la gradiente en la optimización
del consumo de Shotcrete en labores permanentes tipo IIIB – IVA de RMR
31-50 para reducir los costos de sostenimiento en la Mina Carahuacra -
Volcan Compañía Minera S.A.A.?
• ¿Cuál es la variación del factor de seguridad en la optimización del consumo
de Shotcrete en labores permanentes tipo IIIB – IVA de RMR 3150 para
reducir los costos de sostenimiento en la Mina Carahuacra - Volcan
Compañía Minera S.A.A.?
18
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo general
Determinar en qué medida la optimización del consumo de Shotcrete en
labores permanentes tipo IIIB – IVA de RMR 31-50 influye en reducir los costos
de sostenimiento en la Mina Carahuacra - Volcan Compañía Minera S.A.A.
1.3.2 Objetivos específicos
• Determinar cómo influye la reducción del concreto de la gradiente en la
optimización del consumo de Shotcrete en labores permanentes tipo IIIB –
IVA de RMR 31-50 para reducir los costos de sostenimiento en la Mina
Carahuacra - Volcan Compañía Minera S.A.A.
• Determinar la variación del factor de seguridad en la optimización del
consumo de Shotcrete en labores permanentes tipo IIIB – IVA de RMR
3150 para reducir los costos de sostenimiento en la Mina Carahuacra -
Volcan
Compañía Minera S.A.A.
1.4 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA
Actualmente el sostenimiento con shotcrete es uno de los métodos más usados
en minería; por lo tanto, se requiere diseños de shotcrete rápido, seguro y sobre todo de
bajo costo; sin embargo, su uso conlleva a un alto costo en materia de sostenimiento,
por lo cual se realiza una mejora en la optimización de su consumo para poder realizar
una reducción en dichos costos.
El consumo de shotcrete en la Unidad Minera Carahuacra es elevado, debido a
ello se planteó un diseño de shotcrete que consiste en el lanzado sólo de gradiente a
19
gradiente; reduciendo así, el consumo de shotcrete y optimizando los tiempos de
operaciones en el proceso de sostenimiento.
En la minería, de acuerdo a las estadísticas, el desprendimiento y caída de roca
constituyen el mayor causante de accidentes incapacitantes y mortales, por lo que es
necesario un buen sostenimiento; además, la continuidad de una empresa minera
depende de los avances de sus labores para la explotación de sus recursos; por lo que,
es de mucha importancia que el tipo de sostenimiento empleado garantice la seguridad
necesaria para el personal.
1.5 FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS
1.5.1 Hipótesis general
La optimización del consumo de Shotcrete en labores permanentes tipo
IIIB – IVA de RMR 31-50 influye significativamente en reducir los costos de
sostenimiento en la Mina Carahuacra - Volcan Compañía Minera S.A.A
1.5.2 Hipótesis específicas
La reducción del concreto de la gradiente, en la optimización del consumo
de Shotcrete en labores permanentes tipo IIIB – IVA de RMR 31-50, influye en
reducir los costos de sostenimiento en la Mina Carahuacra - Volcan Compañía
Minera S.A.A.
La variación del factor de seguridad en la optimización del consumo de
Shotcrete en labores permanentes tipo IIIB – IVA de RMR 31-50 influye en
reducir los costos de sostenimiento en la Mina Carahuacra - Volcan Compañía
Minera S.A.A
20
1.6 IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES.
• Variable independiente
La optimización del consumo de Shotcrete en labores permanentes tipo IIIB
– IVA de RMR 31-50
• Variables dependientes
- Costos de sostenimiento en la Mina Carahuacra - Volcan Compañía Minera
S.A.A.
- Factor de seguridad al optimizar el consumo de shotcrete.
1.7 ALCANCES Y LIMITACIONES
Los alcances que se pueden dar para la investigación es la optimización del
consumo de shotcrete basados en una alternativa para este método de sostenimiento,
que consiste en un lanzado de shotcrete de gradiente a gradiente; y que involucra
análisis de pruebas piloto y pruebas de resistencia en las labores de la Unidad Minera
Carahuacra.
La principal limitación es que se trata de una nueva alternativa de optimización
de consumo de shotcrete; por lo que se requiere varias pruebas piloto así como pruebas
de resistencia, dependiendo de la estabilidad del macizo rocoso, y seguimiento continuo
de dichas labores.
21
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
2.1 ANTECEDENTES
2.1.1 Antecedentes Internacionales
REYES MARTÍNEZ, Luis Felipe (2015), en su Tesis titulada:
Comparación de alternativas de refuerzo para shotcrete modelación numérica
en base a elementos finitos: para optar el Título Profesional de Ingeniero Civil
desarrollada en la Universidad de Chile – Chile, nos presenta el siguiente
resumen:
Este trabajo busca explorar mediante el desarrollo de modelos numéricos la
posibilidad de utilizar materiales no convencionales en el refuerzo del shotcrete,
comúnmente encontrados en otras aplicaciones de la ingeniería civil, tales como
fibras sintéticas (ingeniería geotécnica y marítima) de manera que se pueda
aumentar la energía absorbida y/o capacidad de carga del shotcrete según
requerimientos de diseño. De esta forma se pueden expandir los conocimientos
que se tienen sobre el comportamiento y diseño del shotcrete reforzado de
manera de presentar alternativas de diseño que pueden cumplir de mejor
manera, relativo a la disponibilidad ya existente, los requisitos de diseño
establecidos por una aplicación específica. La motivación de este estudio se basa
en las nuevas exigencias planteadas en el diseño del shotcrete reforzado por la
22
complejidad de las obras asociadas a la minería, ingeniería vial e industria
energética y el volumen de material utilizado. Los requerimientos de diseño de
los sistemas de fortificación utilizados para una aplicación dada, imponen
condiciones sobre las características mecánicas y la respuesta de éstos ante las
cargas de diseño consideradas. En el caso particular del shotcrete, se pueden
mencionar los siguientes requisitos:
Evitar problemas de corrosión que induce una degradación del shotcrete y
altos costos de mantenimiento.
• Desarrollar grandes deformaciones, asociadas a una alta capacidad
residual, capacidad de redistribuir tensiones y control de grietas.
• Adaptarse a procesos de producción minera. Zonas que han sido
fortificadas son explotadas, por lo que el shotcrete debe ser elemento
de fácil trituración.
• Reducir la abrasión en las mangueras utilizadas para la colocación del
shotcrete cuando se utilizan fibras de algún material como refuerzo.
• Se llega a las siguientes conclusiones.
• De acuerdo a los datos experimentales, la malla de refuerzo comienza
a tomar mayor participación en el comportamiento carga deflexión
del disco de Shotcrete reforzado, al finalizar la etapa lineal,
observándose en los gráficos distintas cargas residuales y energía
absorbida, dependiendo del tipo de malla utilizada. La etapa inicial
depende principalmente de las propiedades del shotcrete.
• Sin importar la malla de refuerzo utilizada es posible encontrar
comportamientos similares hasta el punto de agrietamiento. Dado
23
esto, es claro que la malla de refuerzo refleja su importancia en el post
peak de carga, siendo capaz de deformarse absorbiendo energía.
• Los resultados indican que el peak de carga y deflexión del modelo,
en el rango lineal, se encuentran dentro de los valores esperados,
comparado con los datos proporcionados por los ensayos
experimentales realizados por la investigación del profesor Ricardo
Moffat. El comportamiento del shotcrete reforzado, hasta el peak de
carga es reproducible a través del modelo de elementos finitos.
GUEVARA PAINEMAL, Valentina Constanza (2017), en su tesis titulada:
Estudio del comportamiento en durabilidad del hormigón proyectado
(shotcrete), mediante ensayos de migración de cloruros, desarrollada en la
Universidad de Chile – Chile, nos presenta el siguiente resumen:
Dado que el hormigón proyectado está cumpliendo un rol fundamental en
la industria de la construcción tanto civil como minera, es que se desea aportar
con investigación relacionada con cómo predecir su comportamiento a lo largo
de su vida útil. De esta manera, el uso de un material con comportamiento
conocido en la ejecución de obras, se aproximaría más a las condiciones que se
requieran según durabilidad y desempeño por diseño. Adicionalmente, como ya
existen trabajos de investigación relacionados con la durabilidad del material,
realizados en IDIEM [12, 13, 14], específicamente con ensayos de penetración
de cloruros, es que se decide continuar con éstos para así afinar la línea de
estudio ya existente, mediante el aporte de resultados nuevos que puedan ser
analizados en conjunto a los anteriores, que han dejado muchas preguntas por
resolver.
24
El notorio aumento en la utilización del hormigón proyectado, también
llamado shotcrete, genera la necesidad de estudiarlo exhaustivamente para darle
un mejor uso y eventualmente hacer mejoras en sus materias primas
constituyentes y técnicas de colocación. También es importante entender cuáles
son las problemáticas asociadas a dicho material y qué agentes dañinos pueden
afectar significativamente la durabilidad de éste. La durabilidad se define como
la capacidad de resistencia a deterioro y baja de desempeño, ya sea por cualquier
agente externo o interno, químico o físico. A partir de estas consideraciones se
plantea como principal objetivo de la presente investigación, el estudio y
evaluación de desempeño de dos ensayos relacionados con la migración de
cloruros, que han sido utilizados con éxito en hormigón convencional o mortero
para determinar propiedades que se relacionan directamente con la durabilidad.
Estos ensayos son ampliamente usados hoy en día; pero, debido a las
características peculiares del shotcrete, se necesita su validación mediante
ensayos a distintas dosificaciones de éste, para así abarcar sus propiedades
asociadas.
Se llega a las siguientes conclusiones:
Habiendo realizado los ensayos y obtenido los resultados correspondientes,
se concluye que el método evaluado de migración de cloruros RCPT, arrojó
resultados conforme a lo esperado en el hormigón proyectado. Pese a que éste
acusa valores coherentes, es necesario incorporar más muestras de diferentes
especificaciones, para así incrementar la densidad de datos y abarcar la mayor
cantidad de dosificaciones y propiedades físicas del shotcrete, parámetros que
hacen variable cada mezcla dependiendo de su propósito. Con respecto a las
25
fallas en la implementación del método NT BUILD 492, se ratificaron las
falencias por empresa COWI, especialistas en durabilidad del hormigón armado
dispuesto en zonas marinas; específicamente en que la manga utilizada no
cumple con los requerimientos, ni tampoco el uso de adhesivos entre ella y la
probeta. La visita de integrantes de la empresa fue con motivos de validar
métodos de durabilidad en Chile. Adicionalmente con el método de ensayo VPV
fue posible respaldar los resultados de V. Muñoz, de manera tal que se encontró
un rango aproximado de volumen de poros permeables en que oscila el
hormigón proyectado con la especificación SH30.0 (90)10.
Bach. AGUILAR MUNDACA, Rebeca Paz, sustento el 2007 su Tesis:
Determinación de la influencia de las nano moléculas de sílice en el concreto
frente a un factor que afecta su durabilidad; para optar el Título Profesional de
Ingeniero Civil, en la Facultad Ciencias de la Ingeniería de la Universidad
Austral de Chile, con la finalidad de optar el Título de Ingeniero Civil en Obras
Civiles. Esta tesis se realizó para determinar la influencia de estas nano
moléculas, se realiza un trabajo experimental que consiste en un ensayo de
inmersión de pequeños discos de concreto con árido fino o mortero, con
distintas adiciones de nano sílice en porcentaje de peso de cemento, en una
solución de sulfato de sodio, del que se desprenden tres tipos de análisis:
• El primero está relacionado con la pérdida o disminución de masa de
cada una de las muestras en forma posterior a su inmersión.
• El segundo es un análisis del pH de la solución utilizada en forma
previa y posterior al ensayo de inmersión.
26
• Por último, se expone un análisis de microscopia electrónica, en la
muestra que sufrió mayor deterioro y aquella que fue menos dañada,
producto de la acción de los sulfatos en el ensayo de inmersión.
• Además, se hace una comparación de los resultados del primer
análisis mencionado, con los de una investigación anterior referente
al estudio de resistencias mecánicas (flexo tracción y compresión) y
trabajabilidad de probetas de mortero, idénticas a las utilizadas en esta
investigación.
2.1.2 Antecedentes Nacionales
Bach. SANCHEZ GOMEZ, Aricely y Bach. TAPIA VALLEJOS, Luis
Orlando (2019), en su tesis titulada: Generación de una curva de tendencia de la
pistola hilti para el control de resistencias tempranas de shotcrete en minería
subterránea, desarrollada en la Universidad Privada del Norte, nos presenta el
siguiente resumen: En minería, uno de los factores más importantes es la
seguridad de sus colaboradores; es así que, en minería subterránea, la seguridad
va de la mano con el sostenimiento adecuado de sus labores, el caso estudiado
está basado en sostenimiento con Shotcrete. Bajo este contexto, la presente
investigación tiene como objetivo principal generar una curva de tendencia de
la Pistola Hilti DX 450, para el control de resistencias tempranas en el
sostenimiento con Shotcrete en minería subterránea. La presente tesis estudia
las mediciones de penetración del perno en el hormigón y los resultados que nos
brindan los ensayos de compresión de resistencia temprana de testigos que
fueron extraídos de paneles a los que se dispararon pernos con la Pistola Hilti
DX 450. Como resultado de los ensayos realizados se pudo encontrar una
27
ecuación que determina la tendencia de la Pistola Hilti; así mismo, esto
determino que en ensayos realizados a 12 horas de fraguado es imposible
determinar la resistencia del testigo. Finalmente, se comprobó in- situ que la
curva generada es capaz de excluir al extractor de pernos, por lo cual permitirá
agilizar el proceso de control de resistencias tempranas, llegando a las siguientes
conclusiones:
• De acuerdo a los datos experimentales, la malla de refuerzo comienza
a tomar mayor participación en el comportamiento carga de flexión
del disco de Shotcrete reforzado, al finalizar la etapa lineal,
observándose en los gráficos distintas cargas residuales y energía
absorbida dependiendo del tipo de malla utilizada. La etapa inicial
depende principalmente de las propiedades del shotcrete.
• Sin importar la malla de refuerzo utilizada es posible encontrar
comportamientos similares hasta el punto de agrietamiento. Dado
esto, es claro que la malla de refuerzo refleja su importancia en el post
peak de carga siendo capaz de deformarse absorbiendo energía.
• Los resultados indican que el peak de carga y de flexión del modelo,
en el rango lineal, se encuentran dentro de los valores esperados,
comparado con los datos proporcionados por los ensayos
experimentales realizados por la investigación del profesor Ricardo
Moffat. El comportamiento del shotcrete reforzado, hasta el peak de
carga es reproducible a través del modelo de elementos finitos.
ARAGON QUISPE, Miguel Angel y CORNEJO MAMANI, Mitward Paul
(2017), en su tesis titulada: Influencia de las fibras en el shotcrete en su
capacidad de absorción de energía y resistencia a la flexión, desarrollada en el
28
Universidad Naconal de San Agustin Arequipa – Perú, nos presenta el siguiente
resumen: El shotcrete reforzado con fibra en nuestro país tiene su principal
aplicación en el rubro minero, la falta de normas y guías nacionales, sumado a
la escasa investigación experimental ha dado lugar a que los beneficios que se
puedan alcanzar del shotcrete reforzado con fibras no sean del todo
aprovechados. Esta tesis contribuye a llenar el vacío experimental y servir de
base para una formulación de normas y guías nacionales del shotcrete reforzado
con fibras. La metodología consistió en realizar un diseño patrón de shotcrete
por vía húmeda sin fibra, luego diseños en los que solamente se varió la dosis
de fibra, se realizaron diseños con 10 Kg, 20 Kg ,30 Kg, 40 Kg de fibra metálica
por metro cúbico de concreto y 2 Kg, 4 Kg, 6 Kg y 8 Kg de fibra sintética por
metro cúbico de concreto. Se determinó la influencia de las fibras en el shotcrete
en la trabajabilidad (ASTM C143), en la resistencia a compresión obtenida
mediante 30 ensayos de núcleos cilíndricos de concreto extraídos con
diamantina de paneles de shotcrete (ASTM C42), en la resistencia a flexión
medida indirectamente a través de 30 vigas aserradas de paneles de shotcrete
(EN 14488-3) y en la absorción de energía de 30 paneles cuadrados según la
norma Europea (EN 14488-5) y 30 paneles circulares según la norma
Americana (ASTM C1550). Los resultados demostraron que las fibras metálicas
en el shotcrete tienen un mejor comportamiento estructural en el deterioro de la
resistencia que las fibras sintéticas, a pesar de que se obtuvieron mismos valores
de energía absorbida y resistencia a la flexión utilizando fibra sintética a un
menor costo.
29
BALTAZAR HUINCHO, Abner Eliacib (2017), en su tesis titulada:
implementación de un plan de mantenimiento preventivo para equipos de
transporte y lanzado de shotcrete para la empresa robocon servicios SAC, en la
unidad minera volcán - San Cristóbal, desarrollada en Universidad Tecnologica
del Perú, Para optar el título de Ingeniero Mecánico, nos presenta el siguiente
resumen: El presente trabajo: Implementación de un plan de mantenimiento
preventivo para equipos de transporte y lanzado de shotcrete, en la empresa
Robocon Servicios S.A.C, se basó en la necesidad de contar con un plan de
mantenimiento preventivo para cada uno de los equipos que conforman el
sistema productivo de la empresa, dedicado principalmente al lanzado de
shotcrete por vía húmeda, bajo estándares de calidad (ISO 9001), seguridad y
salud (OSHAS 8001) y media ambiente (ISO 14001) Siendo el principal cliente
la Compañía Minera Volcán.
Se inicia con una breve descripción de las generalidades de la empresa
Robocon Servicios S.A.C, posteriormente se plantean y formulan los problemas
generales y específicos de la empresa que conllevaron a la realización del
presente trabajo, para después plantear una justificación del desarrollo del
mismo.
Se identifica, reconocen y se analizan las posibles limitaciones que se nos
presentará a lo largo del desarrollo del informe, que tienen que ser superadas a
través de nuestros objetivos planteados.
En función al análisis realizado del problema general y a los problemas
específicos, se plantea el objetivo general y específico que serán base para el
posterior desarrollo del trabajo. Posteriormente se mostrará el desarrollo del
30
marco teórico, detallando definiciones relacionados al proyecto bajo conceptos
de diferentes autores de libros, ya sean planes de mantenimiento, estrategia de
mantenimiento, indicadores de gestión y capacitación al personal; el referido
marco teórico viene acompañado en seguida con la definición de términos
relevantes contenidos en el marco teórico.
A continuación, se define el marco metodológico, que vendría a ser la base
de nuestro estudio investigativo, el cual se desglosa en: definición de la variable,
tipo de estudio y el método de investigación a emplear para el desarrollo del
presente proyecto.
Posteriormente se analizará la metodología para dar solución al problema,
así como el análisis situacional. En seguida se propondrá las alternativas de
solución, se seleccionará la solución del problema y determinará los recursos
necesarios para la implementación necesaria del proyecto.
Luego se realizará el análisis y presentación de resultados arrojados por el
presente informe donde realizará el proceso de implementación del plan de
mantenimiento preventivo.
Finalmente se realizará las conclusiones recomendaciones y referencia
bibliográficas desarrolladas en el presente informe.
2.1.3 Antecedentes Regionales
CAMARENA COSME, Franklin Miguel (2016), en su Tesis Titulada:
Nivel óptimo de sostenimiento con shotcrete con método de vía húmeda con
fines de atenuación de costos y maximizar la producción de lanzado de la
Empresa E.E. Robocon S.A.C. en la mina san Cristóbal - Cía minera VOLCAN
S.A.A., desarrollada en la Universidad Nacional del Centro del Perú, para optar
31
el título de Ingeniero de Minas, nos presenta el siguiente resumen: El campo de
la minería en el Perú no cabe duda una de los trabajos de más alto riesgo que el
ser humano practica o realiza. Según estudios realizados refieren que una de las
causas más frecuentes de los accidentes laborales en el interior de una mina es
por deslizamiento de roca. Por lo cual para prevenir los accidentes laborales y
lograr que el ciclo de minado se siga realizando con normalidad y rendimiento
adecuado, se aplica el tipo de sostenimiento usual y más empleado para cada
tipo de terreno, según el estudio que logra determinar el área de geo mecánica y
lograr así asegurar el rendimiento óptimo de la masa rocosa concerniente en las
guardias de trabajo. En la actualidad la geo mecánica ejerce un papel muy
importante en las actividades mineras, para la estabilidad de la masa rocosa en
interior mina, por las deficiencias que hay en interior mina como consecuencia
de actividades mineras. Un sostenimiento subterráneo mecanizado es una parte
fundamental que logra en diversos aspectos: Lograr dimensiones adecuadas en
las actividades mineras, lograr la dirección general de un avance de minado
mediante el cuerpo mineralizado, lograr un tipo de sostenimiento óptimo para
cada guardia de trabajo para lograr el rendimiento óptimo de todo el proceso. El
proceso de las actividades mineras se basa principalmente en atenuar el costo
excesivo de operación que conlleva en el sostenimiento subterráneo con
shotcrete empleado por vía húmeda, ya que el reflejo de la problemática se da
por un alto nivel en porcentajes del efecto rebote que se logra obtener en todos
los procesos de lanzado de frente con un equipo el cual se llama Alpha 20; por
lo que, está relacionado en el precio por m3 de shotcrete. Debido a esto se
planteó en la creación de un sistema de control de calidad, el cual es su tarea
32
asegurar que las técnicas, procesos, productos y servicios sean verosímiles y
ayuden a la empresa a mejorar y optimizar un mejor rendimiento de todo el
conjunto de sostenimiento con shotcrete. Se ejecutó y se dió charlas de
concientización de las técnicas, procesos, procesos de lanzado y diversas
pruebas experimentales en interior mina (operación de lanzado). Para conocer
con una mejor exactitud los parámetros y desviaciones de los porcentajes en el
efecto rebote que dan por resultado en el lanzado con los equipos llamados
Robot Alpha 20 dichos equipos son 6. En el resultado de dicha prueba, dió como
resultado una diferencia mayor de rebote los equipos manipulados aplicando
una incorrecta técnica de lanzado y de los que laboran con unos parámetros de
caudal y presiones de aire menores a otros, por lo que el proceso de
sostenimiento es lento y se diferencia ligeramente. Otro de los problemas
fundamentales que se presentan en las labores mineras es no tener conocimiento
sobre el rendimiento de la producción en cada lanzado de shotcrete para cada
área que se presenta en la U.O. San Cristóbal, lo cual teniendo como base la
ejecución de este tipo de sostenimiento con la proyección automatizada
(robotizada) de soporte de rocas por el método de vía húmeda, es factible
obtener (con un ayudante) una producción promedio de 60 - 100 m3 con rebote
mínimo al 10 %, en una guardia de trabajo de 12 horas. Por lo tanto también se
desarrolla cuadros comparativos vs la función del rendimiento de cada operario
en cuanto a la producción de: Transporte de concreto, lanzado de shotcrete e
instalación de calibradores, ejecutados durante los periodos de enero a setiembre
del 2015, el presente estudio se basa en el uso y la ejecución optima de las
técnicas de proyección de shotcrete, mejorando así la bombeabilidad con el
33
equipo robotizado, logrando mejorar la adherencia del concreto con la roca en
las áreas de trabajo. Las investigaciones realizadas en dicho campo mejoraron
la simulación de lanzado de shotcrete en tres grupos de trabajo de explotación
de la Unidad Minera San Cristóbal como son: Zona Alta, Zona Baja y Zona
Lidia, donde están esparcidos los equipos lanzadores Alpha 20 con sus
respectivos Mixer en áreas y niveles de labores, donde se va a interpretar y
analizar los resultados finales, basados en el nivel de rendimiento de la
producción total obtenida en (m3 ) por cada lanzado de frente, ejecutando así la
simulación de nuestra propuesta con un diseño optimo en la minimización de
shotcrete. Por lo que se valida este método de mezcla, agregados y componentes
de shotcrete obteniendo la dosificación mejorada por encima de los 400 kg de
cemento y agregados por un nivel más alto de los 1500 kg..
Para la implementación del diseño ideal de shotcrete que se propone en la
presente investigación o (trabajo de investigación) los agregados y componentes
del shotcrete verosímiles en ser utilizados como concreto proyectado en
sostenimiento subterráneo, se planeó realizar la investigación en sus diversas
características físicas, contenido de sulfatos y cloruros para tener información
sobre su idoneidad y la dosis optima de ellos para su vida útil, la resistencia
deseada, la fluidez, durabilidad y el costo.
El desarrollo de una actividad minera, en seguridad, como en productividad
se centra plenamente en la correcta estabilidad del macizo creado en una
explotación minera, por lo que hay distintos tipos de sostenimiento. Estos tipos
son empleados de acuerdo al tipo de explotación subterránea, la Unidad Minera
San Cristóbal se inclinó por el sistema de sostenimiento mecanizado con
34
shotcrete por el método de vía húmeda; el cuál, se acomoda óptimamente al
método de explotación minera utilizado en esta mina; por lo cual buscando una
mejor estabilidad del macizo rocoso se tomó la decisión por un laboratorio de
concreto, donde se ejecutan estudios, pruebas y análisis de shotcrete y concreto
lanzado para que su ejecución en mina sea segura y confiable en las próximas
operaciones con niveles por debajo. Por lo que el presente trabajo de
investigación desarrollado y ejecutado se estudió las causas básicas, el proceso
y las consecuencias encontradas en mina, y así lograr el resultado deseado para
una mejor confiabilidad y satisfacción de nuestros clientes.
AVILA CADILLO, Brandon O’nell (2018), en su Tesis Titulada:
incidencia de la incorporación del aditivo sika viscocrete sc 90 en las
propiedades físicas-mecánicas en shotcrete, desarrollada en la Universidad
Continental-Huancayo – Perú, para optar el título profesional de Ingeniero de
Minas, nos presenta el siguiente resumen: La presente investigación se propone
resolver el siguiente problema general: ¿Cuál es la incidencia de la
incorporación del aditivo SIKA VISCOCRETE SC - 90 en las propiedades
físicas-mecánicas del shotcrete a emplear en el tajeo 500 – acceso 534 Unidad
de producción Andaychagua - Volcan 2018?, planteándose como objetivo
general: Evaluar la incidencia de la incorporación del aditivo SIKA
VISCOCRETE SC - 90 en las propiedades físicas-mecánicas del shotcrete a
emplear en el tajeo 500 – acceso 534 Unidad de producción Andaychagua -
Volcan 2018, y como hipótesis a contrastar: La incorporación del aditivo SIKA
VISCOCRETE SC - 90 inciden directamente en las propiedades
físicasmecánicas del shotcrete a emplear en el tajeo 500 – acceso 534 Unidad
35
de producción Andaychagua - Volcan 2018. La metodología de investigación
está basada en el método científico de tipo aplicada y de nivel
descriptivocorrelacional. Y como conclusión general producto de la
investigación se formula que: Con la incorporación del aditivo SIKA
VISCOCRETE SC - 90 en el concreto pre mezclado, se mejoró las propiedades
físicas debido a las propiedades plastificantes, y respecto a las propiedades
mecánicas el aditivo mostró valores superiores respecto al aditivo SIKA
VISCOCRETE SC – 50 hasta en 2.8 MPa, este incrementó a 3 horas de haber
sido extraído la muestra.
CHILENO YACHI, Marlon Anthony (2017), en su Tesis titulada: relación
del aditivo nano sílice en la resistencia del concreto en la urbanización chorrillos
- ciudad de Huancayo, 2016, desarrollada en la Universidad Peruana los Andes
– Huancayo, Perú, para optar el título profesional de Ingeniero Civil, nos
presenta el siguiente resumen: La tesis de investigación titulado: “RELACIÓN
DEL ADITIVO NANOSILICE EN LA RESISTENCIA DEL CONCRETO EN
LA URBANIZACIÓN CHORRILLOS - CIUDAD DE HUANCAYO, 2016”
teniendo como problema general ¿Cuál es la relación del aditivo Nano sílice en
la resistencia del concreto, en la Urbanización Chorrillos – ciudad de Huancayo
en el año 2016? y como objetivo general. Evaluar la Relación del Aditivo Nano
sílice en la resistencia del concreto, en la Urbanización Chorrillos – ciudad de
Huancayo en el año 2016. La investigación tiene como hipótesis general que el
Aditivo Nano sílice se relaciona favorablemente en la Resistencia del concreto,
en la Urbanización Chorrillos – ciudad de Huancayo en el año 2016. Asimismo,
la Metodología de la investigación es de tipo aplicada, nivel correlacional y
36
diseño descriptivo – correlacional, donde la población es la Urbanización
Chorrillos y la muestra es el Jr. Marte.
La investigación llego a la siguiente conclusión. Se estableció que el uso
del Aditivo Nano sílice se relaciona en la resistencia del concreto, produciendo
que la resistencia se incrementa de un f’c= 388 kg/cm2 (Concreto convencional)
a f’c= 409 kg/cm2 (Concreto con Aditivo Nano sílice 1%) a f’c= 432 kg/cm2
(Concreto con Aditivo Nano sílice 3%) a f’c= 461 kg/cm2 (Concreto con
Aditivo Nano sílice 5%). Se calculó 04 diseños de Mezclas, 01 del Diseño
Patrón (Concreto convencional) y las otras 03 con Aditivo Nano sílice al 1%,
3% y 5%; de cada mezcla se extrajo 03 Probetas para promediar los xvi
resultados de la Resistencia, en total se elaboraron 12 Probetas de concreto,
roturándose a los 28 días.
2.2 BASES TEÓRICAS
2.2.1 Volcan Compañía Minera
Volcan Compañía Minera es una empresa minera polimetálica y uno de los
mayores productores de zinc, plomo y plata en el mundo. La Compañía está
considerada como uno de los productores de menor costo en la industria debido
a la calidad de sus depósitos de mineral.
Volcan inició sus operaciones en 1943 en las alturas del abra de Ticlio.
Todas las operaciones se encuentran en la Sierra Central de Perú e incluye las
unidades económicas administrativas Yauli, Chungar, Alpamarca y Cerro de
Pasco. Estas cuatro unidades incluyen en total diez minas subterráneas, dos
minas a tajo abierto, seis plantas concentradoras y una planta de lixiviación.
37
Figura 1: Distribución de minas y plantas de Volcan Compañía Minera S.A.A.
2.2.2 U.E.A. Yauli
Figura 4: Ubicación de propiedades mineras de Volcan (Fuente: Memoria Anual Volcan Compañía
Minera, 2018, pág. 25)
La Unidad Económica Administrativa Yauli está conformada por las minas
San Cristóbal, Andaychagua, Ticlio y Carahuacra; ubicadas en la provincia de
Yauli, departamento de Junín. Los distritos mineros de Morococha y San
Cristóbal, ubicados en Yauli y considerados de clase mundial, presentan
mineralogías relacionadas a sistemas epitermales polimetálicos, cuerpos de
38
reemplazamiento y sistemas de vetas polimetálicas; así como, mineralización
relacionada a pórfidos y skarns, lo cual indica el gran potencial del área.
2.2.3 Mina Carahuacra
2.2.3.1 Ubicación
La Empresa Minera de Carahuacra, políticamente se localiza
en el distrito de Yauli, provincia del Yauli, del departamento de
Junín (Figura 3). Geográficamente se localiza en el lado oriental en
la Cordillera de los Andes del Perú; a una distancia de 110 km, de la
ciudad de Lima. Sus coordenadas geográficas son:
- 76° 05' de Longitud Oeste
- 11° 43' de Latitud Sur
Figura 7: Ubicación de la unidad de producción Carahuacra (Fuente: Estudio
Geomecánico de la mina Carahuacra, 2018, Capitulo II, pág. 1)
En la Figura 3, se presenta la Unidad de producción. (Para
mayor visualización, esta imagen la hemos considerado como
Anexo 6).
39
2.2.3.2 Accesibilidad
La mina Carahuacra se localiza a 110 km de la capital del
Perú (Lima), desde donde es accesible, recorriendo la Carretera
Central, por la localidad de Pachachaca, existe una desviación de 7
km que conduce al distrito de Carahuacra.
2.2.3.3 Geología regional
La mina Carahuacra está localizada en el flanco occidental
del “Anticlinal de Yauli”, es un amplio lecho regional de origen
domótica. El Complejo Domal de la Provincia de Yauli, el cual
representa un conjuto de formaciones paleozoicas de la faja
intracordillerana de diversas formaciones mesozoicas.
El Paleozoico tiene 2 pisos, el inferior formado por el grupo
Excélsior y el superior por el grupo Mitú, el Excélsior está aflorando
a lo largo del anticlinal de Chumpe en la parte oeste del domo y en
el anticlinal de Ultimátum hacia el Este, el Mitú aflora en la mayor
parte del domo. El margen está constituido por las formaciones
mesozoicas: grupo Pucará, grupo Goyllarisquizga, grupo Machay y
formación Jumasha. Cuerpos intrusivos y capas extorsivas testifican
la actividad ígnea de la zona.
40
Figura 8: Plano geológico regional (Fuente: Estudio Geo mecánico de
la mina Carahuacra, 2003, pág.2
2.2.3.4 Estratigrafía
En la zona Carahuacra, la estratigrafía logra una extensión
del Paleozoico hasta el Cretácico Superior.
En la Tabla 1, se presenta la columna estratigráfica del área
de estudio.
41
Figura 9: Estratigrafía del área (Fuente: Estudio Geo mecánico de la mina
Carahuacra, 2003, pág. 3
2.2.3.5 Principales Unidades Litológicas
Grupo Excelsior (Silúrico – Devónico)
Las rocas más antiguas que afloran en el área son las del
grupo Excélsior y conforman el núcleo del anticlinal Chumpe.
42
Harrison, determinó una potencia de 1800 m para una secuencia
equivalente en los alrededores de Tarma. Este grupo está constituido
por filitas (lutitas metamorfoseadas) con intercalaciones de
cuarcitas, vulcanitas verdes y bancos calcáreos marmolizados con
fósiles (crinoideos); todo el conjunto está intensamente plegado, con
la formación de una esquistosidad, su paralela a los planos axiales
de los pliegues. La mineralización se reconoce específicamente en
filones, también de la mencionada por Kobe, en 02 tipos: un tipo
manto en la mina Ultimátum de Fe, Zn, Pb, Ag; y estrato-ligada
localizada en el anticlinal Ultimátum, de As, Co, Ni, , (Sb), Fe, S.
Grupo Mitú (Pérmico)
Discordantemente sobre las rocas del grupo Excélsior yacen
una serie de volcánicos, constituidos por derrames ande siticos, y
dacíticos, brechas, aglomerados y tufos, formando una serie que
localmente es conocida como volcánicos Catalina; hacia el techo de
esta serie volcánica, particularmente hacia el NE aparece una serie
vulcano- sedimentaria con conglomerados y areniscas. La
mineralización en este conjunto es muy reconocida en todo el domo
de Yauli, siendo mayormente en forma de filones y diseminada.
Debido a su naturaleza irregular la potencia total del grupo Mitú es
variable, al oeste de la mina San Cristóbal la potencia de los
volcánicos, Catalina es aproximadamente 800 m, la edad del grupo
Mitú fue considerada como del Carbonífero superior por Mc
Laughlin (1940) y posteriormente asignada al Pérmico.
43
a) Grupo Pucará (Triásico Superior - Liásico)
Un conjunto de facies calcáreas denominado
grupo Pucará reposa en marcada discordancia sobre el
grupo Mitú; este conjunto está dividido en tres
formaciones: Chambará, Aramachay, y Condorsinga (en
el área solo existiría la parte superior del Aramachay y
Condorsinga); estando íntimamente relacionado a la
mineralización económica del área, constituida
principalmente por esfalerita, hemetita, minerales de
plata, carbonatos como siderita, rodocrosita, etc.
b) Grupo Goyllarisquizga (Cretácico Inferior)
Sobre el grupo Pucará yace en discordancia
paralela el grupo Goyllarisquizga, el cual se depositó en
dos fases sucesivas. La primera compuesta por depósitos
de granulometría fina a muy fina, de facies llanura aluvial
con pelitas rojas y escasas intercalaciones de areniscas de
facies de desbordamiento, depositadas en un ámbito
climático semiárida mostrado en la fuerte oxidación de
las pelitas. En la segunda fase existe cambio brusco con
relación a la primera, impregnándose areniscas medianas
a gruesas y niveles conglomeráticos con troncos de
árboles en la actualidad silicificados, en medio húmedo y
una importante labor ígnea notándose por sills de basalto.
En San Cristóbal, su potencia alcanza 100 m. El grupo
44
Goyllarisquizga ha sido atribuido al Cretácico inferior-
Valanginiano-Aptiano.
2.2.3.6 Intrusivos
A lo largo del anticlinal de Yauli se observan pequeños
Stocks de monzonita cuarcífera, dique de andesita y diaclasa. En
Carahuacra un dique de diabasa corta la apófisis norte del intrusivo
Carahuacra y reconocido en el túnel Victoria sin ningún cambio.
(Celada, 1986).
a) Intrusivo Carahuacra
Se observa al Este de la mina instruyendo formaciones
premezozoicas. Es alargado en una dirección N-S y es de
1,100 m de longitud por 850 m de ancho, con una apófisis de
550 m de longitud en su lado
norte. Tiene textura porfirítica y consiste
predominantemente de feldespatos, menor proporción de
biotita y cuarzo en una matriz afanítica, identificado
como cuarzo monzonita. (Celada, 1986).
b) Estructuras geológicas
a. Plegamiento
La estructura regional preponderante es el
domo de Yauli, que tiene una extensión
longitudinal en aprox. 35 kilómetros, desde la
Mina San Cristóbal hasta el Centro Minero de
Morococha, y en forma transversalmente en 10
45
kilómetros; el rumbo promedio de esta estructura
es N 40° O; es asimétrico, su flanco Este buza
entre 30° y 40°; mientras su flanco Oeste buza
entre 60° y 80°; está conformado por varios
anticlinales y sinclinales, de los cuales los
anticlinales más importantes son el de Chumpe y
el de Yauli (Ultimátum); sus ejes tienen un rumbo
que varía entre N 35° y 40° O. El anticlinal
Chumpe está en el extremo Oeste, su flanco
occidental tiene un buzamiento de 55° al SO,
mientras que el oriental buza 30° al NE; el núcleo
de este anticlinal está formado por rocas del
grupo Excélsior; el flanco occidental está
compuesto por calizas Pucará y areniscas
Goyllarisquizga; en el flanco oriental se
extienden las rocas del grupo Mitú por varios
kilómetros y sobre estas las del grupo Pucará. Es
considerado como el extremo suroeste del domo
de Yauli, donde la mayor acción del plegamiento
ha tenido lugar. (Celada, 1986).
Dos periodos principales de tectónica son
reconocidos en la región; en primer lugar el
Pérmico inferior, llamado
Tectónica
46
Tardihercínica, que se originó dando lugar a un
fuerte plegamiento de filitas Excélsior; el
segundo llamado Tectónica Andina, que
intensifico mayormente las rocas mesozoicas,
empezó en la última etapa del Cretácico y se
prolongó en el Terciario, existiendo tres etapas en
la Cordillera de los Andes Peruanos; a fines del
Cretácico, el "Incaico" a principios del Terciario,
y a este le siguió un período de actividad ígnea; y
finalmente el "Quechua" a mediados del
Terciario. (Celada, 1986).
b. Fracturamiento
El fracturamiento en mina Carahuacra,
parece ser el resultado de las fuerzas compresivas
e intrusivas que dieron lugar a la formación del
domo de Yauli. Probablemente a fines del
Cretácico, plegamiento "Peruano" efectos de
unión de dirección NE - SO empezaron a formar
el anticlinal Chumpe, en razón a que las fuerzas
de unión se incrementaban en intensidad en el
plegamiento "Incaico", los estratos inferiores de
caliza resbalaron sobre los volcánicos
subyacentes, dando lugar a la formación de
repetidas fallas inversas acompañadas de
47
pliegues de arrastre (Los sobre escurrimientos y
fallas inversas encontrados al oeste de San
Cristóbal, en las calizas del grupo Pucará, pueden
pertenecer a este sistema. Fuerzas tensionales al
cesar momentáneamente las compresivas dieron
lugar a la formación de fracturas longitudinales
paralelas al eje del anticlinal Chumpe, las cuales
fueron posteriormente rellenadas por los diques
de alaskita que ocurren en el núcleo de dicho
anticlinal. (Sandoval, 2014).
Al seguir actuando las fuerzas de
compresión dieron lugar a la formación de
fracturas de cizalla de rumbo E - O; la veta
principal San Cristóbal y la veta Virginia al pasar
a las filitas, veta Prosperidad. (Sandoval, 2014).
Durante el Plegamiento "Quechua", el
anticlinal Chumpe siguió siendo afectado por los
efectos de la unión o compresión, conjuntamente
con la intrusión de los stocks de monzonita
cuarcífera, conllevaron a un levantamiento y
arqueamiento del anticlinal, por lo que se
produjeron fracturas de tensión; Virginia, San
Cristóbal, Catalinam Ferramina, Polonia, en el
área volcánica. (Sandoval, 2014).
48
Figura 10: Mapa Geológico (Fuente: Estudio Geo mecánico de la mina Carahuacra,
2013, pág. 32)
2.2.3.7 Ocurrencia de la mineralización
La basta complejidad geológica del área ha dado como
consecuencia la formación de una amplia gama de depósitos
minerales que se logran extender mayormente en esta (Figura 6).
Después de la última etapa del plegamiento "Quechua" y
aparición de fracturas de tensión, seguido de la era de
mineralización; compuestos de residuos mineralizantes originadas
muy probablemente de las reservas de monzonita cuarcífera, se
expandieron en el área, originando la formación de vetas, mantos y
cuerpos; sin embargo, es necesario aclarar que en los últimos años
se trata de explicar el origen de los mantos como
49
exhalativosedimentario (mineralización Jurásica), que se emplazaría
en forma conjunta a la deposición de las calizas, mediante el aporte
de mineral a partir de grifones; y el de los cuerpos como un sistema
mixto (mineralización Jurásica-Terciaria). (Guillen, 2013).
Figura 11: Modelo de mineralización de la veta San Cristóbal en el domo de Yauli (Fuente: Estuido
Geo mecánico de la mina Carahuacra, 2013 pág.32)
a) Vetas
Las vetas también denominado filones se
formaron como consecuencia del relleno de fracturas
(Figura 6), logrando ser mejor mineralizadas aquellas
que se formaron en una extensión de fracturas de tensión;
las diversas fallas de cizalla por contener gran cantidad
de panizo no fueron convenientemente mineralizadas.
Estos se encuentran ubicadas en toda el área minera, con
su mayor auge o extensión en los volcánicos del conjunto
Mitú. (Guillen, 2013).
50
b) Mantos
Los mantos se encuentran localizados en el flanco
oeste del anticlinal (Figura 6), en las calizas Pucará;
desde el contacto con los volcánicos Mitú, se logran
localizar exactamente con la estratificación. (Guillen,
2013).
c) Cuerpos
Al igual que los mantos se encuentran localizados
en el flanco oeste del anticlinal, en las calizas Pucará, y
se forman por la unión de varios mantos o en la
intersección de una veta con algún manto (Figura 7).
Figura 12: Modelo de mineralización de la veta Carahuacra en el
domo de Yauli (Fuente: Estudio Geo mecánico de la mina Carahuacra,
51
2013, pág. 34
2.2.3.8 Explotación subterránea
La Unidad de Producción Carahuacra, se dedica a la
extracción de minerales tales como plata, plomo y zinc, los cuales
se encuentran asociados a gangas de caliza y silicatos con presencia
de pirita. La mineralización se debe al relleno hidrotermal y al
metasomatismo de contacto entre intrusitos y calizas, donde ejercen
dominio las rocas metamórficas. (Sandoval, 2014).
La manera como se realiza las labores de explotación es por
labores subterráneas y las etapas o ciclos de minado son en forma
mecánica. El nivel potencial del yacimiento es entre 0.8 m y 10 m.
El buzamiento es sub vertical (entre 50° y 75°) y vertical; mejorando
el minado subterráneo por los métodos de Corte y Relleno
Over Cut and
Ascendente, llamado también “Over CuFill t and Fill” y “Bench
and
Fill”. (15) "Breasting"
El minado es en forma de tajadas o cortes por la variante en
“Breasting” (Figura 9), se perfora en horizontal teniendo como piso
el relleno del nivel inferior. Se prepara una rampa principal de +/12
% de gradiente en la caja piso o techo de la estructura para facilitar
los accesos del equipo de perforación y limpieza. Luego de
interceptar la estructura y de acuerdo a la calidad geo mecánica del
terreno involucrado, se realiza la explotación con perforación en
horizontal (con cara libre hacia abajo). El mineral roto es cargado y
52
extraído según el avance. Este método es empleado en vetas
inclinadas y que requiera un minado selectivo permitiendo la
flexibilidad de la operación, donde el mineral roto que tenga un bajo
valor sea dejado en el tajo, entre otras consideraciones. La
explotación es lenta, abastece regular cantidad de mineral, pero no
permite la acumulación o almacenamiento. Cuando el total del corte
ha sido disparado, el volumen extraído es rellenado para el soporte
de las cajas utilizando un material estéril (relleno detrítico) o
utilizando un relleno hidráulico o de ambas partes, entregando un
modelo para el siguiente corte. Los accesos para la estructura
mineralizada son en negativo para poder batir mínimamente tres
cortes por tajo. (Sandoval, 2014).
53
Figura 14: Método de ecplotación corte y relleno ascendente tipo Breasting
(Fuente: Plan de minado de la mina Carahuacra, 2015 pág. 104)
Otro método empleado es el método Bench and Fill o
llamado también Taladros Largos, tiene la principal característica de
tener gran productividad porque la preparación se hace mayormente
en el interior del mineral, el minado se realiza en los niveles para
tener un parámetro de los intervalos verticales, los subniveles son
realizados desde los niveles principales, el mineral es derribado con
taladros largos desde los subniveles. (Sandoval, 2014).
54
La extracción de mineral del tajo se logra realizar hacia
echaderos que están localizados junto a la rampa principal y
utilizando Scoops de 4.1 yd3 y 6.0 yd3, las cámaras del mineral se
logran encontrar en niveles inferiores y el traslado hacia el exterior
es por medio de volquetes de 20 a 30 TM o por locomotoras y
carritos mineros en el Nv.820. La distancia requerida de cada tajo es
de 300 m y una longitud de nivel a nivel de 50 m. Los puntos de
accesos tienen una longitud de 35 m a 50 m, con una gradiente de –
15 % a +15 %. El proceso de perforación de estos tajos es con
Simba, malla de 1.5 a 1.8 m y brocas de 2 1/2” de diámetro.
(Sandoval, 2014).
El nivel de producción actual de la mina es de 4 500 TMS de
mineral por día, empleándose para la extracción subterránea scoops
y dumpers; para el acarreo y transporte se utilizan volquetes. El
cascajo o basura extraído de interior mina se acopia en los botaderos
de cascajo y como relleno detrítico en los tajos mineros explotados.
Una vez extraído el mineral, este es transportado hasta la Planta
concentradora de Victoria y a la Planta concentradora Mahr
Túnel mediante volquetes. (Sandoval, 2014).
2.2.3.9 Ciclo de minado
Las fases o etapas del ciclo de minado son: perforación,
voladura, desatado, sostenimiento, acarreo, transporte y relleno. El
tiempo de explotación depende de la longitud del tajo encontrándose
entre 15 y 30 días, para el caso de los tajos Breasting.
55
Figura 16: Ciclo de minado en la mina Carahuacra (Fuente:
Elaboración propia)
a) Perforación
Para el proceso perforación se realiza con Jumbos
Hidráulicos en casi toda la extensión de la mina y Simbas
en Tajos de Taladros Largos, La perforación puede
realizarse en forma vertical y horizontal. Ambos tipos de
perforación se realizan en los tajos de Taladros Largos y
Breasting respectivamente, por lo que en labores de
avance se perfora conforme a la pendiente de la labor, el
ratio de perforación se halla en 39 mp/hr. (Examine,
2000).
b) Voladura
Para la voladura se tiene una malla que permite
tener una secuencia de salida de los taladros, a fin de
generar primero la cara libre. La cantidad de explosivo a
Perforación
Relleno
Voladura
Acarreo y
Desatado
Sostenimiento
56
usar es de aproximadamente 40 kg para frentes de
sección de 3,5 x 4,0, de acuerdo a las características geo
mecánicas. El factor de potencia (kg de explosivos/ TM
rotas) en voladura de frentes es de 0,45 y en Tajos
Breasting de 0,22. (Examine, 2000)
Los taladros que fueron perforados en frentes y
tajos se cargan con dinamita, según el orden de salida y
con iniciador con retardos en la detonación. Para el
cargado de los taladros se emplea atacadores de madera;
primeramente, se procede con la realización del cebo,
seguidamente se carga los respectivos taladros, para
posteriormente unirlos mediante el cordón detonante y
luego disparar. Los horarios de disparo son 7:00 horas
(guardia A), 19:00 horas (guardia B). (Examine, 2000).
c) Desatado
Después de transcurrir el tiempo suficiente de pos
voladura, y regada la carga disparada, se realiza el
desatado de rocas en el techo y parte de los hastiales si
fuese necesario, para lo cual se emplean barretillas de 6,
8, 10 y 12 pies; así mismo, después de la limpieza se
realiza el desatado minucioso y de ser necesario se utiliza
equipos Scaler, para proporcionar una labor segura para
el personal y equipos. (Examine, 2000)
d) Sostenimiento
Existen diferentes tipos de elementos de
sostenimiento, el uso de uno u otro tipo depende de la
evaluación geo mecánica, el más utilizado es el lanzado
de concreto y colocación de pernos Hydrabolt; para lo
cual, se cuenta con seis equipos empernadores (Boltec y
Bolter). Para la realización del armado de cimbras o
57
cuadros, es diferente el tipo de sostenimiento, esta
técnica es poco usada en zonas de una mayor
inestabilidad. (Examine, 2000)
e) Acarreo y transporte
Para el acarreo dentro de los tajos se cuenta con
Cargadores de bajo perfil (“Scoops” diesel de 4.1 a 6
yd3) que trasladan el mineral y el desmonte de mina hasta
los echaderos. Los echaderos llevan mediante la
gravedad el mineral hacia las cámaras donde se acumula
el mineral y posteriormente se descarga en los volquetes
de 24 a 30 TM de capacidad el cual es conducido a una
cancha en superficie. Seguidamente desde esta cancha el
mineral es conducido hasta la planta concentradora. El
material estéril extraído de la mina es depositado en
botaderos de desmonte ubicados en la periferia del Tajo
abierto de Carahuacra Norte. (Examine, 2000)
f) Relleno
Detrítico: el material utilizado para este tipo de
relleno es obtenido de las labores de avance y se utilizan
cargadores de bajo perfil (Scoops) para el traslado del
material hacia los tajos a rellenar, se utiliza en mayor
proporción en Tajos de Taladros Largos. (Examine,
2000).
2.2.3.10 Sostenimiento y estabilización del macizo rocoso
En la Mina Sarahuacra, el proceso de sostenimiento utiliza
elementos como son shotcrete, pernos y malla; en cada una de sus
zonas según los requerimientos de cada labor por parte del
departamento de geo mecánica. Los equipos especializados en
58
sostenimiento son principalmente Jumbos empernadores, Robots
lanzadores de Shotcrete y Tornados; dichos equipos satisfacen de
shotcrete a los Robots desde la Planta BETONMAC. Así mismo, las
empresas dedicadas a esta actividad en la unidad San Cristóbal son
ROBOCON (con 05 Robots y 04 Tornados), AESA (con 02
empernadores) y Volcan (con 01 robot, 08 tornados y 03
Empernadores).
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo
principal mostrar al detalle el proceso de sostenimiento,
caracterizando el tipo de sostenimiento según los elementos
utilizados, mapeando los procesos que implican, identificando los
principales problemas que actualmente presentan, tiempos
improductivos de los equipos involucrados tanto de compañía como
de contrata, dándole más énfasis a éste último, así como los costos
involucrados y las sugerencias respectivas a cada proceso en base al
análisis. (Examine, 2000)
El trabajo de investigación presenta dos partes;
primeramente se realiza el sostenimiento con shotcrete, explicando
detenidamente las tres etapas que conlleva este elemento los cuales
son: Producción (Planta BETONMAC), Transporte (Tornados) y
Lanzado (Robots), las 02 últimas etapas ejecutadas por la Empresa
ROBOCON; la segunda parte del presente trabajo de investigacion,
desarrolla el sostenimiento con pernos y mallas, describiendo
también los insumos, subprocesos y equipos utilizados
59
(empernadores). (Examine, 2000).
2.2.4 Concreto Lanzado (Shotcrete)
El concreto lanzado o shotcrete es un mortero o concreto transportado por
algún medio ya sea vía húmeda o vía seca a través de una manguera y lanzado
neumáticamente con una presión aproximada 8 bares contra una superficie, la
forma particular de aplicación del concreto permite que este se adhiera a la
superficie compactándose al mismo tiempo por la fuerza del impacto; otra de
las particularidades del concreto lanzado es que el tamaño máximo del agregado
es de 3/8 de pulgada. (Melbye, 2001).
Al momento del impacto una parte de este material rebota a esto se le
denomina “rebote” que no debe exceder de un 15%; este es un parámetro que
corresponde a un promedio de aplicación sobre cualquier tipo de superficie
horizontal o inclinada.
2.2.5 Tecnología de Shotcrete
2.2.5.1 Shotcrete vía seca
El concreto lanzado o shotcrete por el denominado vía seca
data de fines de los años 50 en nuestro país, teniendo sus
antecedentes en los túneles de los primeros proyectos
hidroeléctricos que se ejecutaron expandiéndose luego en las
actividades mineras como elemento de sostenimiento en los
socavones. (Melbye, 2001).
La tecnología de este tipo ha tenido un desarrollo lento a
nivel mundial porque el diseño de la mezcla es netamente artesanal,
60
es muy variable en su calidad al depender de la voluntad del
operador la aplicación del agua y en consecuencia no mantiene
constante su relación agua/cemento; el rebote irregular muestra una
estructura de gradación discontinua y finalmente la compatibilidad
entre los diversos tipos de cemento y los acelerantes ultrarrápidos ha
sido un problema de difícil solución. La manera como se hace
shotcrete vía seca en nuestro país y a nivel mundial en la actualidad
no ha variado mucho en los últimos 20 ó 30 años; sin embargo, si
han cambiado las exigencias de los procesos en las minas en cuanto
a rapidez, nivel de resistencia estructural, mayores rendimientos
para mantener la rentabilidad de la operación, protección ecológica
del medio ambiente y seguridad para la persona. (Melbye, 2001).
Figura 17: Esquema de liba de shotcrete (vía seca)
61
2.2.5.2 Shotcrete vía húmeda
Se define al Shotcrete (concreto lanzado) como un mortero
o concreto transportado a través de una manguera y proyectado
neumáticamente a alta velocidad sobre una superficie. A diferencia
del concreto convencional, que se coloca y luego se compacta
(vibrado) en una segunda operación, el concreto lanzado se coloca
y se compacta al mismo tiempo, debido a la fuerza con que se
proyecta desde la boquilla. La aplicación del shotcrete vía húmeda
presenta ventajas tales como: (Melbye, 2001).
• El agua de mezclado es controlada en la etapa inicial (de
mezclado).
• Permite reducir el agua de mezclado mediante el adecuado
empleo de aditivos plastificantes y súper plastificantes.
• La aplicación de aditivos de inhibición e hidratación permite
regular el fraguado inicial, extendiéndolo por la cantidad de
horas que sea necesaria, manteniendo la mezcla fresca y con
la trabajabilidad requerida.
• Permite la adición de otros componentes que ayudarán a su
resistencia a la tracción como las fibras.
• Se logran mezclas más homogéneas.
• Disminuye la pérdida de cemento y la generación de polvo.
• Normalmente produce un rebote controlado, llegando a
alcanzar un 5% sin afectar la resistencia final.
62
Figura 18: Esquema de equipo lanzador de shotcrete vía húmeda
2.2.5.3 Método rebote
El rebote de las mezclas de shotcrete representa un gran
costo agregado que debería mantenerse al mínimo. En pruebas de
campo efectuadas en otras unidades, se ha determinado que las
mezclas de shotcrete con hidratación controlada exhiben un rebote
menor que las otras mezclas. Probablemente esto se deba a que en
las primeras no se ha producido una hidratación previa del cemento,
y por tanto continuamente se están lanzando mezclas con cemento
«fresco». (Hofler, 2004).
Relación agua/cemento
• Habilidad del operador.
Eficiencia de la hidratación • Árido
grueso = mayor rebote.
• Presión del agua.
63
• Diseño de la boquilla o lancha.
• Habilidad del operador.
Velocidad de Proyección
• Capacidad de presión de aire (de 6 kg/cm2)
• Diseño de boquilla o lancha
• Habilidad del operador.
Densidad de la aplicación
• Especificaciones de obra.
• Modificación del acelerante.
2.2.5.4 Materiales para la mezcla
Los materiales para la mezcla del Shotcrete difieren mucho
a los de un concreto tradicional, así podemos separarlos entre los
aglomerantes y los agregados. (Hofler, 2004).
Los agregados son materiales unidos por el material
cementico, sus propiedades físicas, químicas y térmicas influyen en
el comportamiento del concreto. (Hofler, 2004).
Cemento Pórtland
Producto fabricado de materias primas inertes (rocas
calizas, areniscas y arcillas) que contienen calcio, sílice, aluminio y
64
hierro. Este polvo fino en presencia de agua se endurece y adquiere
propiedades resistentes y adherentes.
Es un elemento fundamental en la preparación del concreto
lanzado, estando relacionado con la resistencia, trabajabilidad,
corrosión del refuerzo y propiedades del concreto endurecido.
(Hofler, 2004).
Aditivos
Materiales orgánicos o inorgánicos que se añaden al
concreto y que aun cuando intervienen en un porcentaje mínimo del
volumen total de la mezcla, modifican de forma dirigida algunas
características de su comportamiento, dando lugar a toda la gama de
los concretos modernos y especiales. (Hofler, 2004).
Aditivo acelerante
Son aquellos que aceleran el endurecimiento o desarrollo de
la resistencia inicial del concreto lanzado (shotcrete). En la mina se
está utilizando aditivos acelerantes de fragua, altas resistencias a
edades tempranas. (Hofler, 2004).
Tipos de Aditivos:
• Aditivos acelerantes.
• Aditivos incorporadores de aire.
• Aditivos plastificantes – reductores de agua.
65
• Aditivos superplastificantes – reductores de agua de alto
rango.
• Aditivos impermeabilizantes.
• Aditivos retardantes.
• Aditivos densificadores
Los Agregados
Llamados también áridos y constituyen alrededor del 75%
en volumen de una mezcla típica de concreto, se obtendrán por la
selección y clasificación de materiales naturales o procedentes de
machaqueo o por una mezcla de ambos. Los agregados para el
shotcrete, deberá cumplir con los requisitos de las especificaciones
Standard.
Retardadores
Su uso es muy limitado y en zonas de climas calurosos su
empleo puede evitar la presencia de juntas frías en capas sucesivas,
obteniéndose así propiedades impermeables. Generalmente ocurre
un retraso en el endurecimiento.
Fibras Metálicas
La adición de fibras a los morteros y hormigones mejora sus
características notablemente. Aunque hay fibras de distintas
naturalezas (nylon, fibras de vidrio, polipropileno, polietileno,
acero, etc.). Los más divulgados, conocidos y de mejor rendimiento
son las metálicas.
66
Además, de la ventaja del acero de tener un módulo de
elasticidad 10 veces superior al hormigón; están las cualidades de
una buena adherencia de éstas a la mezcla, un alto alargamiento de
rotura y una gran facilidad de mezclado.
La presencia de fibras metálicas en los morteros y
hormigones proyectados hace que mejoren sus propiedades
mecánicas, haciendo que disminuya su fragilidad y aumenta su
ductilidad después de la figuración; aumenta la resistencia a la rotura
y la capacidad de absorción de energía; disminuye la tendencia a las
roturas por retracción; aumenta la resistencia a la aparición y
propagación de grietas; aumenta la resistencia a la tracción, al
impacto y a la cizalladura; mejora el comportamiento a la
flexotracción y aumenta la durabilidad. (Hofler, 2004).
Ventajas Económicas de las Fibras Metálicas
Al sustituir la malla electrosoldada con fibras metálicas se
puede evitar una operación peligrosa y difícil. Esto facilita que el
concreto reforzado con fibra compita con la malla tradicional. (Sika,
2010).
Las fibras metálicas producen ahorros de tiempo y dinero:
Ahorros en costos directos: El costo directo de las fibras
metálicas equivale de un 50 a 60 % del costo directo de la malla
electrosoldada (mano de obra más material).
Ahorros en costos indirectos: Se pueden evitar los costos
indirectos involucrados en aplicar el shotcrete en dos capas
67
(requerido cuando se utilizan mallas electro soldadas). También se
evitan los retrasos debidos a otras operaciones de construcción de
túneles.
Ahorros en el shotcrete utilizado: Las fibras metálicas
permiten aplicar el espesor requerido de shotcrete en toda la
superficie, independientemente de la irregularidad del substrato. Se
evita también el problema de mayor rebote causado por las mallas
electrosoldada, así como también el efecto de «sombras» detrás de
las mismas.
Súper Plastificantes (Reductores de agua)
Estos se utilizan con tres propósitos y principalmente en el
proceso por vía húmeda:
• Para lograr una mayor resistencia al disminuir la relación
agua/cemento.
• Para facilitar la bombeabilidad durante los trabajos.
• Para que el calor de hidratación disminuya y por lo tanto
aumento en la resistencia en edades tempranas y distribución
uniforme del cemento en el concreto.
2.2.5.5 Diseño de mezcla de shotcrete vía húmeda
Tabla 1
Diseño de shotcrete Vía Húmeda con fibras
INSUMO CANTIDAD
Cemento Portland 1 400.00 kg
Arena gradación 2 1610.00 kg
Fibra Metálica 65/35 20.00 kg
Fibra Sintética 5.00 kg
68
Súper - plastificante 5 lt.
Aditivo acelerante de fragua 26 lt.
Agua 185.00 lt
Activador Delvo 1 lt.
Master Glenium 3 kg
Relación agua/cementante 0.45
Fuente: Elaboración propia
2.2.6 Sostenimiento con shotcrete
La fabricación del shotcrete se lleva a cabo en la planta Betonmac; el cual,
se encuentra ubicada en el distrito de Huaripampa, el cual se divide a través de
Tornados, tanto de Robocon y de Volcan, llevan la mezcla donde se encuentra
el trabajo a realizarse, el cual debe ser lanzado en un lapso de 3 horas, pasado
más tiempo las propiedades del shotcrete se pierden. Después cuando ya se
encuentra en la labor se inserta o se alimenta a un robot lanzador de shotcrete,
el cual es el encargado de distribuir el shotcrete de una forma uniforme por las
características el cual es: las dimensiones y espesor determinado (en pulgadas).
(Melbye, 2001).
Actualmente los costos para la elaboración del shotcrete, traslado hacia la
labor designada y su posterior lanzado son muy altos, es por ello que debe
analizarse su producción y buscar procesos de optimización. (Melbye, 2001).
2.2.7 Mapa del proceso
A continuación, se muestra el proceso de producción de shotcrete a través
de un mapa de procesos desde la adquisición de los insumos hasta su posterior
lanzado.
69
Figura 20: Proceso de producción, transporte y lanzado de shotcrete (Fuente: Elaboración propia)
2.2.8 Recomendaciones geomecánicas
De acuerdo a la evaluación geo mecánica tomada en dos zonas (Alta y Baja)
de la mina, según el índice RMR obtenido y en función del índice de resistencia
geológica GSI para labores de explotación y desarrollo (3.5 x 3.5 A 4.5 x 4.5m)
tenemos el siguiente sostenimiento: (Melbye, 2001).
• Roca tipo III: Shotcrete 2” + Perno Split Set o Pernos Hydrabolt.
• Roca tipo IV: Shotcrete 2” + Malla + Perno Hydrabolt + Shotcrete 2”
• Roca tipo IV: Shotcrete 3” + Perno Hydrabolt.
Adq uisición de
Adq uisición de
Adq. De cemento
Adq.
De aditivos
Adq.
Tr ansporte de aditivo
Transp orte y almacenamient
Tran de sporte
Tran sporte de
Almace namiento de
Almace namiento de
Produc ción de mezcla
Almace de namiento en insumos
Almace de namiento
Almace namiento de
Dosificaci ón de aditivo
Trans p orte de mezcla
Al macén de
aditivo acelerante
D espacho
de
La nzado de shotcrete
Suministro
70
Figura 21: Condiciones geomecánicas de la mina (Fuente: Área de Geomecánica de la
Unidad Minera Carahuacra)
2.2.9 Análisis de diseño
En primer lugar, indicar que hasta la actualidad se continúa utilizándose los
sistemas de clasificación geo mecánica tanto para el diseño de sostenimiento,
diseño de excavaciones y otros; debido principalmente a la fácil obtención de
datos y costos económicos ya sea de sondeos o de observaciones in situ. Las
versiones más utilizadas del sistema RMR son: (Melbye, 2001).
71
Tabla 2
Criterios de caracterización de principales versiones sistema RMR
Parámetro 1976
RMR
1989 2014
Resistencia de la roca intacta (Mpa) 15 - 0 15 - 0 15 - 0
RQD (%) 20 - 3 20 - 3 -
Espaciamiento entre discontinuidades (mm) 30 - 5 20 - 5 -
Densidad de discontinuidades (juntas por
metro) - - 40 - 0
Condición de discontinuidades 25 - 0 30 - 0 20 - 0
Agua subterránea 10 - 0 15 - 0 15 - 0
Alterabilidad (%) - - 10 -0
Ajustes
Fo (Orientación) Fe
(Excavación)
0 - (-12)
-
0 - (-12) - 0 - (-12)
1.32 - 1
Fs (Plastificación) - - 1.3 - 1
Fuente: Área de Geomecánica de la Unidad Minera Carahuacra
• El RMR considera casi todos los parámetros que caracterizan un
macizo rocoso y por ello es la clasificación de calidad del macizo
rocoso más utilizada internacionalmente. Presenta problemas de
sensibilidad a los parámetros individualmente considerados, debido a
que éstos están como sumandos; y principalmente no considera el
estado tensional del macizo.
• El RMR14 considera la alterabilidad cuantitativa muy difícil de
determinar en campo, requiriendo así ensayos de laboratorio, mientras
que en versiones anteriores como las del RMR76 y RMR89 la
alterabilidad es cualitativa que están dentro de la variable condición de
discontinuidades.
72
• El RMR76 y RMR89 son clasificaciones conservadoras que tienden a
sobre diseñar el sostenimiento, debido a que se da demasiado peso al
tamaño de bloque en la clasificación, pues se mide dos veces, como
RQD y como espaciamiento de juntas. Muy útil para determinar
sostenimiento a niveles de pre factibilidad y/o planeamiento de
cualquier tipo de proyecto.
• La recomendación de sostenimiento del RMR89 que realiza es para
secciones de túneles en forma de herradura de 10 m. de ancho, y
excavados con métodos de perforación y voladura, para una presión
vertical inferior a 25 MPa y equivalente a una roca supra yacente de
900 m.; excluyendo así para otro tipo de forma de secciones, otra forma
de métodos de excavación, etc. Pero se puede utilizar la propuesta
matemática y gráfica de Lowson y Bieniawski para poder diseñar el
sostenimiento en diferentes rangos de RMR y diferentes formas de
secciones, diferentes dimensiones de excavaciones, etc. Y que ésta
propuesta está basada en varios casos de estudios de diseño de
sostenimiento con métodos empíricos y modelados numéricamente.
• Debido a la utilización de valoraciones promedios en los tres primeros
parámetros del sistema de clasificación RMR89 (Resistencia de la
compresión uniaxial de la roca intacta, RQD y espaciamiento de
discontinuidades), se recomienda utilizar los siguientes ábacos para dar
la verdadera valoración de cada uno de estos parámetros, ya que por
esta variación a favor o en contra de unos puntos puede indicar una
calidad de macizo rocoso errada.
73
2.2.10 Producción
La Fabricación de Shotcrete es ejecutado en la planta Betonmac, el nivel de
producción en dicha planta está automatizada, mediante un PLC (controlador
lógico programable), el proceso de la producción se ve en el siguiente gráfico:
Figura 22: Esquema de proceso de producción de shotcrete (Fuente: ROBOCON
SERVICIOS SAC)
2.2.11 Sipoc – Producción de shotcrete
Tabla 3
SIPOC
SIPOC
Proceso Producción de shotcrete planta BENTOMAC
Objetivo Producir shotcrete para sostener labores en mina
SUPPLIER (PROVEEDOR
ES) INPUT
(ENTRADA) PROCESS (PROCESO)
OUTPUT (SALIDA)
CUSTOME R
(USUARIO/CLIENT E)
Cemento
Andino Cemento Portland
Tipo 1 Cubos de:
Shotcrete Equipos
tornado
74
Comunidades
Pachachaca Arena gradación 2 Ingreso al
↓
Selección de
↓
insumos ↓
Producción de
↓
Despacho de
Dosificación de
300 1’’ 2’’ 3’’
Mortero 210
(Para
servicios especiales)
Shotcrete
PUMP (sostenimien
to crítico)
Planta de
Tratamiento
de agua
“Velo de
novia”
Agua a 20º C y con
pH = 7
Sika / Prodimin
Fibra metàlica 65/35
BASF Aditivo superplastificante Glenium 1300
EPC Fibra sintética Barchip R50
Fuente: Elaboración propia
2.2.11.1 Insumos y proveedores
a) Agua: Planta de tratamiento de aguas (Velo de novia)
El agua es proveniente de mina, bombeada desde el nivel
1070, llegando hasta superficie donde es captada en pozas y tratada
con cal y floculante; es decir, que pasa un tratamiento para disminuir
la acidez hasta su neutralización. Debe encontrarse a una
temperatura de 20°. (Bateman, 1951).
Almacenamiento: El agua es bombeada desde la planta “velo
de novia” hasta el tanque de agua, donde es termo estabilizada y es
bombeada al mezclador. (Bateman, 1951).
75
b) Cemento: Cemento andino
El cemento es Portland tipo 1, que es traído a granel en las
“bombonas”, desde la planta de cementos Andino, ubicado en
Tarma (Condorcocha), lo cual tiene un menor flete, por lo cual
resulta beneficioso para la empresa. Mediante ensayos de
laboratorio, se ha determinado que las propiedades físicas y
químicas que proporciona a las propiedades del shotcrete en cuanto
a su resistencia y absorción de energía, lo hacen un ingrediente
fundamental y aceptable para la producción de dicho elemento de
sostenimiento. (Bateman, 1951).
Almacenamiento: A diario llegan 02 bombonas que tienen
una capacidad de 29000 a 30000 kilos, el cual están en el silo 1 y
silo 2.
c) Arena: Comunidades (Pachachaca, entre otras)
La arena es traída de las comunidades de Pachacaca (6
comunidades), es arena de gradación 2, según las normas
establecidas por ACI 506 - Guide to shotcrete. Pero en algunas
ocasiones carecen de estos estándares, muchas veces contienen
elementos no deseables como arcillas y limos que son factores que
impiden que la mezcla se compacte y logre las propiedades físicas
para el requerimiento. (Bates, 1984).
Almacenamiento: La arena es movilizada en camiones de
76
15m3 y es almacenada en un lugar implementado junto a la planta.
A excepción de días donde se almacena en un depósito cerca de
oficinas. (Bates, 1984).
d) Fibra metálica: Sika y Prodimin
La fibra metálica es requerida en la mayoría de shotcrete y
se ha llegado a estandarizar un tipo de shotcrete especial que
necesita 60 kilos, el cual reemplaza al uso de la malla. El tipo de
fibra es de tamaño 65/35.
Almacenamiento: La fibra metálica se almacena en el
depósito de materiales ubicado cerca a la bocamina 300, de ahí
según requiera el depósito de fibra de la planta, es llevada a dicho
depósito. (Bateman, 1951).
e) Fibra sintética: EPC
Es del modelo Barchip 50, fibra sintética. Esta fibra es usada
debido a las propiedades que posee, principalmente el bajo costo por
Joule de fibra; Además, como se tiene conocimiento que para las
diferentes labores es necesario utilizar este tipo de fibra, el cual no
se corroe como la fibra metálica y alcanza una mayor durabilidad en
el lapso de tiempo.
Almacenamiento: La fibra sintética se acumula en un
depósito de materiales el cual se encuentra localizada cerca a la
bocamina 300, de ahí de acuerdo el cual se requiera el depósito de
fibra de la planta, es trasladada al depósito. (Bates, 1984).
77
f) Aditivo Plastificante: BASF
El aditivo Plastificante (Glenium 1300) es requerida como
un reductor de agua de alto rango, el cual produce concretos de alta
resistencia, con gran porcentaje en mantenimiento de la
consistencia, no provoca retrasos de fraguado o endurecimiento. Es
uno de los más utilizados en el mercado. (Bates, 1984).
Almacenamiento: El aditivo se almacena en el depósito de
materiales ubicado cerca a la bocamina 300, de ahí es trasladado
hacia la planta, donde es bombeado por tanques. (Bates, 1984).
2.2.11.2 Identificación de Problemas
• El pozo de agua donde es acumulada el agua tratada de la planta
Velo de la novia, no eleva la temperatura del agua hasta la
temperatura deseada, porque la resistencia está deteriorada
(quemada); el cual, puede ser uno de los factores principales para
la calidad del shotcrete y puede estar relacionada en su nivel de
rendimiento. (Riedmuller, 2001).
• Según un estudio realizado a la arena que es proveída con las
comunidades, esta no cumple con los estándares necesarios para
su uso en la mezcla, por lo cual puede ser también un factor
determinante en la calidad de la mezcla.
• Mermas durante el proceso de mezclado de insumos, realiza una
limpieza del mezclador y un adecuado mantenimiento de los
78
equipos de la planta, al producirse el shotcrete en batchs de 0.8
m3. También, durante el despacho de la mezcla a los tornados
(descarga por chute) existe una pérdida de la mezcla.
(Riedmuller, 2001).
2.2.11.3 Costos
Los costos de producción de shotcrete se evidencian a
continuación, el cual es cotizado según el tipo de fibra y la
dosificación del mismo.
Tabla 4
Costo de producción de shotcrete Carahuacra 2015
Costo de Producción de shotcrete Carahuacra 2015
Materiales Unidad PU ($) Cantidad Costo $
/m3
Cemento Andino Tipo I Kg 0.116 400 46.2
Arena Gradación 2 Kg 0.011 1674 17.9
Aditivo Plastificante (Glenium 1300) Kg 3.5 3.5 12.3
Fibra Metálica 65/35 Kg 1.351 18 24.3
Aditivo Acelerante Master Rock 160 L 1.321 21 27.8
Agua L 0 160 0
Total 128.5
Fuente: Área de Costos y Presupuestos Unidad Minera Carahuacra
Tabla 5
Costo de Producción de shotcrete PUMP Carahuacra 2015
Costo de Producción de shotcrete PU
Materiales Unidad
MP Carahuac
PU ($)
ra 2015
Cantidad Costo $
/m3
Cemento Andino Tipo I Kg 0.116 400 46.2
Arena Gradación 2 Kg 0.011 1674 17.9
Aditivo Plastificante (Glenium
Kg
1300)
3.5 3.5 12.3
79
Fibra Metálica 65/35 Kg 1.351 60 81.1
Aditivo Acelerante Master Rock 160 L 1.321 21 27.8
Agua L 0 160 0
Total 185.2
Fuente: Área de Costos y Presupuestos Unidad Minera Cara
Tabla 6
Costo de Producción de shotcrete Carahuacra 2015
huacra
Costo de Producción de shotcrete Carahuacra 2015
Materiales Unidad PU ($) Cantidad Costo $
/m3
Cemento Andino Tipo I Kg 0.116 400 46.2
Arena Gradación 2 Kg 0.011 1674 17.9
Aditivo Plastificante (Glenium 1300) Kg 3.5 3.5 12.3
Fibra Barchic 50 Kg 4.69 4 18.8
Aditivo Acelerante Master Rock 160 L 1.321 21 27.8
Agua L 0 160 0
Total 122.9
Fuente: Área de Costos y Presupuestos Unidad Minera Carahuacra
2.2.11.4 Sugerencias
• Realizar pruebas del shotcrete en las condiciones que
se produce actualmente para determinar en qué grado
se ve afectada su resistencia debido a calidad de los
insumos.
• Estudiar el contrato con Sika, por un incumplimiento
de contrato es posible pagar una penalidad, pero un
correcto ahorro en el tiempo usando la fibra Dramix
podría compensar la pérdida.
80
• Evaluar la posible producción de intervalos de 1m3
de tal manera que las pérdidas sean menores durante
la producción de los cubos de shotcrete, analizando
el diseño del sistema de la planta (capacidad del
mezclador).
2.2.12 Transporte
2.2.12.1 Sipoc
Tabla 7
SIPOC
SIPOC
Proceso Transporte de shotcrete a interior mina Objetivo Distribuir el shotcrete a las labores para el lanzado
SUPPLIER (PROVEEDOR
ES)
INPUT (ENTRADA)
PROCESS (PROCESO)
OUTPUT (SALIDA)
CUSTOMER (USUARIO/CLIEN
TE)
Planta BETONMA C
Cubos de: Shotcrete 300
1’’, 2’’o 3’’
Mortero 210
Shotcrete PUMP
Orden de trabajo
↓
Solicitud de
↓
mezcla en planta ↓
Transporte de
↓
Trasegado al
Recepción de
Shotcrete transportado para trasegar
al robot
Robots
lanzadores
Fuente: Elaboración propia
81
2.2.12.2 Identificación de Problemas
• Los equipos deben esperar la orden de trabajo, que muchas veces
tarda por lo cual ejecutan sus viajes tarde.
• Falta de limpieza de los equipos disminuye la capacidad real de
transporte.
• Falta de control de las pérdidas de shotcrete durante el transporte.
2.2.12.3 Análisis de tiempos
En seguida, se muestra el correspondiente análisis de los
tiempos que registra el tornado T-73 en 03 días (en la guardia día y
guardia noche), el cual tuvo como operadores los Sres. Arrieta
Amaro (guardia día) y Yuri Quintana (guardia noche).
Guardia día del 05/02 al 07/02
El reparto de guardia se realiza en las oficinas de
ROBOCON, el personal ya se encuentra listo con sus EPPS
completos, para empezar la guardia. Se realizan coordinaciones
fuera de oficina.
En el siguiente cuadro, nos muestra el tiempo operativo,
durante toda la guardia de 12 horas. Representa un 44.91% del total
de la guardia.
Tabla 8
Tiempo operativo durante una guardia de 12 horas
82
Actividad Op Tiempo Prom. % % Acum.
Transporte de shotcrete a labor 1.58 13.19% 13.19%
Retorno de equipo vacío a planta 1.42 11.81% 25.00%
Limpieza de equipos 0.33 2.78% 27.78%
Alimentación de mezcla en planta 0.61 5.09% 32.87%
Trasegado de mezcla a robot 1.44 12.04% 44.91%
Fuente: Elaboración propia
En el siguiente cuadro, nos muestra las demoras operativas
1, durante toda la guardia de 12 horas. Representa un 15.97% del
total de la guardia.
Tabla 9
Demora operativa durante una guardia de 12 horas
Demora OP 1 Tiempo prom. Porcentaje Acumulado
Refrigerio 1.00 8.33% 8.33%
Capacitation 0.75 6.25% 14.58%
Salida de personal 0.17 1.39% 15.97%
Fuente: Elaboración propia
En el siguiente cuadro, nos muestra las demoras operativas
2, durante toda la guardia de 12 horas. Representa un 36.34% del
total de la guardia.
Tabla 10
Demoras operativas 2, en una guardia de 12 horas Demora OP 2 Tiempo prom. % Acumulado
Esperando frente de trabajo 2.00 16.67% 16.67%
Esperando orden 1.39 11.57% 28.24%
Instalación agua/energía y aire 0.56 4.63% 32.87%
Abastecimiento de combustible 0.42 3.47% 36.34%
Fuente: Elaboración propia
83
Distribución de tiempos
La figura nos representa la distribución de las actividades y
demoras operativas, así como las demoras no operativas.
Gráfico 2: Tornado T - 73 Volcan (Fuente: Elaboración propia)
A partir de las demoras operativas construimos el diagrama
de Pareto.
% 45
% 16
36 %
3 %
TORNADO T - 73 VOLCAN
AO
DO1
DO2
DNO
84
Gráfico 3: Diagrama de barras de Tornado T - 73 Volcan (Fuente: Elaboración propia)
Del gráfico de Pareto, se puede notar que las demoras críticas
son el tiempo
De espera del frente de trabajo debido a que se distorsionan
las etapas de la etapa de minado, espera de orden de trabajo, ya que
la comunicación entre los jefes de guardia y la contrata no es
eficiente y refrigerio, que se puede considerar debido al traslado a
un nivel diferente al de trabajo, lo que le tomaría un tiempo el ir
hasta el comedor.
Guardia noche del 05/02 al 07/02
El reparto de guardia se realiza en las oficinas de
ROBOCON, el personal ya se encuentra listo con sus EPPS
completos, para empezar la guardia. Se realizan coordinaciones
fuera de oficina.
En el siguiente cuadro, el cual muestra el tiempo operativo,
en el tiempo de la guardia de 12 horas. Representa un 48.15% del
total de la guardia.
Tabla 11
Tiempo operativo guardia noche 05/02 al 07/02
Fuente: Elaboración propia
85
El siguiente cuadro, nos muestra las demoras operativas 1,
durante toda la guardia de 12 horas. Representa un 12.74% del total
de la guardia.
Tabla 12 Tiempo operativo durante la guardia de 12 horas
Actividad operativa tiempo % % Acum.
Transporte de shotcrete a labor
Retorno de equipo vacío a planta
Desate de rocas
Limpieza de equipos
Alimentación de mezcla en planta
Trasegado de mezcla a robot
1.82
1.50
0.06
1.00
0.34
1.06
15.19%
12.50%
0.46%
8.33%
2.87%
8.80%
15.19%
27.69%
28.15%
36.48%
39.35%
48.15%
Demora operativa 1 Tiempo Prom. % % Acum.
Chequeo de máquina 0.94 7.87% 7.87%
Reparto de guardia 0.47 3.94% 11.81%
Salida de personal 0.11 0.93% 12.74%
Fuente: Elaboración propia
En el siguiente cuadro, nos muestra las demoras operativas
2, durante toda la guardia de 12 horas. Representa un 31.71% del
total de la guardia.
Tabla 12
Demoras operativas 2, durante la guardia de 12 horas
Demora Op 2 Tiempo Prom. % Acumulado
Esperando orden 1.89 15.74% 15.74%
Esperando frente de trabajo 1.08 9.03% 24.77%
Espera de atenciòn de shotcrete 0.53 4.40% 29.17%
Traslado de equipo 0.22 1.85% 31.02%
Abastecimiento de combustible 0.08 0.69% 31.71%
86
Fuente: Elaboración propia
Distribución de tiempos
La figura nos representa la distribución de las actividades y
demoras operativas, así como las demoras no operativas.
Gráfico 4: Distribución de actividades y demoras operativas (Fuente:
Elaboración propia)
A partir de las demoras operativas construimos el diagrama
de Pareto.
48 %
13 %
% 32
7 %
DEMORAS OPERATIVAS
AO
DO1
DO2
DNO
87
Gráfico 5: Diagrama de Pareto- Distribución de actividades y
Del gráfico de Pareto, se observa que las demoras críticas demoras operativas (Fuente: Elaboración
propia)
son esperas de frente de trabajo debido a que se desfasan las etapas
del ciclo de minado, espera de orden de trabajo, ya que la
comunicación entre los jefes de guardia y la contrata no es eficiente;
Revisión de la máquina y espera de atención de shotcrete,
posiblemente por diversos problemas en la planta.
2.2.12.4 Costos
Los diversos costos de lanzado son establecidos por la
propiedad del equipo, en el cuadro siguiente firmado por los
representantes de las empresas ROBOCON y VOLCAN miremos
los costos:
Tabla 13 Costos de lanzado de shotcrete por empresa
COMBINACION DE EQUIPOS P. U. FINAL
MIXER ROBOT US$/M3
88
ROBOCON ROBOCON $ 130.00
CIA VOLCAN ROBOCON $ 123.22
ROBOCON CIA VOLCAN $ 111.91
CIA VOLCAN CIA VOLCAN $ 101.74
TRASLADO ROBOCON $ 67.83
TRASLADO CIA VOLCAN $ 58.78
LANZADO ROBOCON $ 62.17
LANZADO CIA VOLCAN $ 42.96
Fuente: Elaboración propia
2.2.12.5 Sugerencias
• Capacitación en mantenimiento básico y limpieza a los
operadores y ayudantes, para que al culminar la guardia dejen al
equipo en buenas condiciones.
• Mejorar las diversas vías de comunicación de las labores, planta
BETONMAC y ROBOCON.
2.2.13 Lanzado
2.2.13.1 SIPOC
El SIPOC permite la observación al proceso de estudio y
atacar los puntos críticos para la respectiva mejora.
Tabla 2 Diagrama de caracterización del lanzado de shotcrete Sipoc
Fuente: Propia
Tabla 14
Diagrama de caracterización del lanzado de shotcrete Sipoc
Proceso
Lanzado de Shotcrete en labores
Objetivo
Identificar las mejoras que se pueden realizar en el proceso de lanzado de shotcrete en las labores mineras.
89
SUPPLIER (PROVEEDORES)
INPUT (ENTRADA)
PROCESS (PROCESO)
OUTPUT (SALIDA)
CUSTOMER (USUARIO/CLIENTE)
Aditivo
BASF Acelerante Llenado del MasterRoc 160
aditivo al ROBOT ↓ ROBOCON / Shotcrete VOLCAN transportado para
trasegar al robot ↓ Shotcrete lanzado
en las respectivas Operaciones de mina, labores
según sea que requiere el el requerimiento:
sostenimiento para continuar las - Shotcrete de 2”
operaciones unitarias ↓ - Shotcrete de 3” con seguridad para
Aire a presión (un mínimo de 5 - Sobremalla los trabajadores. bares para -
Resane
↓ Servicios VOLCAN alcanzar un
máximo de 10% de
rebote).
(Uso de
Fuente: Elaboración propia
2.2.13.2 Identificación de problemas
El principal problema del lanzado, que se ha identificado, es
la baja utilización del ROBOT, ya que esto ocasiona:
• Retraso en las labores, por consiguiente, no se cumplen las
metas de producción.
• Pobre utilización de los robots, por lo cual puede generarse un
gasto adicional.
Traslado de
Conexión del
Robot a las
Trasegado
Lanzado del
shotcrete
90
2.2.13.3 Identificación de causas
Las causas de este problema pueden identificarse como:
• Falta de aditivo en las cámaras, esquemáticamente por falta de
supervisión del mismo por la empresa contratista.
• Falta de presión de aire debido a fugas en el proceso de
distribución a las labores, lo que ocasiona un mayor rebote de
mezcla.
• Mala redistribución de los robots y comunicación entre
operadores, supervisores y jefes de guardia.
• Falta de mantenimiento preventivo y predictivo de los robots
2.2.13.4 Análisis de tiempos
Para una correcta identificación de como los problemas
afectan a la productividad de los equipos se hizo el estudio de
tiempos correspondiente a los equipos, un equipo en el turno día,
para que sea más representativa la muestra.
a) Robot R-31 (turno día)
Las diversas actividades operacionales, demoras operativas
y no operativas que se tuvo como parámetros de medición a lo largo
de la guardia de día 01 de febrero se ven en los cuadros siguientes,
el horario de trabajo de la guardia es de 7 a.m. hasta las 7 p.m.,
haciendo un total de 12 horas.
En la TABLA 15, se muestra tan solo una actividad operativa
correspondiente al Lanzado de Shotcrete con 102 minutos.
Tabla 15
Tiempo efectivo de lanzado de shotcrete
91
Actividades operativas Fuente: Elaboración propia
En la Tabla 16 tenemos todas las actividades de las demoras
operativas con las horas y respectivos porcentajes.
Tabla 16
Actividades de las demoras operativas
Actividad Minutos Horas %
Transporte de personal (ingreso, refrigerio, salida) 130 2.17 18.1%
Charla de seguridad 25 0.42 3.5%
Reparto de guardia 0 0.00 0.00%
Espera por órdenes de lanzado 105 1.75 14.58%
Abastecimiento de aditivo 20 0.34 2.84%
Abastecimiento combustible 10 0.17 1.42%
Traslado de equipo 105 1.75 14.58%
Movimiento de equipo 5 0.08 1.20%
Instalación / desinstalación de servicios 13 0.22 3.13%
Falta de tornado 47 0.63 6.55%
Falta de aire 8 0.13 1.11%
Falta condiciones de la labor (desate, sobremalla u otros) 0 0 0%
Acople del mixer al lanzador 9 0.15 2.16%
Refrigerio 60 1 8.33%
Fuente: Elaboración propia
En la Tabla 17 observamos que tan solo el Mantenimiento
Preventivo se encuentra en el grupo de las Demoras No Operativas.
Tabla 17
Demoras no operativas
Demoras no operativas Minutos Horas Porcentaje
Mantenimiento preventivo 60 1 8.33%
Minutos Horas Porcentaje
Lanzado shotcrete 102 1.70 14.17 %
92
Fuente: Elaboración propia
b) Distribución de tiempos
El Grafico nos representa la distribución de las actividades y
demoras operativas, se muestra que la actividad operativa representa
el 14.17%, las demoras operativas representan un 77.5% y como
demoras no operativas tenemos un 8.33%.
Gráfico 7: Distribución de actividades y demoras operativas (Fuente:
Elaboración propia)
c) Distribución De Demoras Operativas
El gráfico N°6 representa la distribución total de las
actividades que forman parte de las Demoras de las operaciones, los
cuáles muestran que el mayor porcentaje de demoras operativas se
14 %
78 %
8 %
ACTIVIDADES Y DEMORAS OPERATIVAS
ACTIVIDAD OPERATIVA DEMORAS OPERATIVAS DEMORAS NO OPERATIVAS
93
debe al transporte del personal con un 23 % del total, seguido de la
demora por espera por órdenes de trabajo; en tercer lugar, se ubica
el traslado de equipo el cual representa un 19% del total de las
demoras operativas.
De la misma forma, el gráfico N° 7 nos muestra el Diagrama
de Pareto, en el cual se muestra cuáles son las causas principales por
las que se genera las demoras operativas
Gráfico 8: Demoras operativas por actividad (Fuente: Elaboración
propia).
23 %
% 19
% 19
11 %
8 %
% 4
% 4 4 % % 3
% 2 2 % % 1
DEMORAS OPERATIVAS
TRANSPORTE DE PERSONAL (INGRESO, REFRIGERIO, SALIDA) ESPERA POR ORDENES DE LANZADO
TRASLADO DE EQUIPO
REFRIGERIO
FALTA DE TORNADO
Gráfico 9: Diagrama de Pareto de las demoras operativas (Fuente:
Elaboración propia)
d) Distribución de tiempos global para el robot r-31
Son las figuras a.4 y a.5 el cual representa el diagrama
circular y Pareto global del total de las actividades concernientes en
el estudio de tiempos para el Robot R-31, de manera total vemos
que los mayores tiempos muertos son la espera por órdenes de
lanzado en un 15%.
Gráfico 10: Actividades consideradas en el estudio de tiempos para el Robot
R-31 (Fuente: Elaboración propia)
94
19 %
% 15
% 15 % 15 % 9
% 9
% 5
% 4 3 %
% 2 1 % 1 % % 1 % 1
ROBOT R - (ROBOCON ) 31
TRANSPORTE DE PERSONAL ( INGRESO, REFRIGERIO, SALIDA)
ESPERA POR ORDENES DE LANZADO
TRASLADO DE EQUIPO
LANZADO SHOTCRETE
95
Gráfico 11: Diagrama de Pareto para las actividades consideradas en el estudio de
tiempos para el Robot R-31 (Fuente: Elaboración propia)
2.2.13.5 Casos de espera más representativos
Tabla 18
Casos de espera
Fech a
Hora Tiempo de espera
(minutos) Labor Razón
28/01 16:08 84 SP-04 Faltaba desate en la labor y posterior limpieza con
Scoop.
29/01 16:32 60
AC 672-4B
(TJ 75 OESTE)
La rampa de acceso no cumple con los estándares,
por lo que el tornado no puede acceder, al momento de
ser forzado para subir la rampa el equipo es dañado.
30/01 10:40 Mezcla perdida
AC 672 -4B
(TJ 75 ESTE)
Íbamos a lanzar Shotcrete sobre la malla, pero en el
instante de llegar a la labor no se contaba con la malla,
el cual estaría lista a las 15:00, por lo que se decidió
llevar la mezcla a otra labor, pero aun era necesario la
fibra metálica, dicho proceso tardo más de 2 horas y
perdió la mezcla.
31/01 10:20 95 AC 986 -2 El tornado llego hasta 1 hora y media después por los
problemas con el cargador frontal en la planta.
31/01 13:16 90 BP 987
El tornado no llego por diversos problemas
suscitados con planta, el cargador frontal se prestó y no
se tenía control sobre dicho equipo
31/01 14:47 93 BP 987 El tornado no puede subir por la rampa por diversas
condiciones, una scoop ayuda a afirmar el terreno, pero
no puede lograrlo, por lo que se llevó la mezcla a otra
labor.
01/02 17:00 80 XC 1220
El equipo presento problemas con derrame de aceite
y quedo inoperativo luego de lanzar, como era tarde para
que bajen los mecánicos, el equipo quedo en la labor
hasta la siguiente guardia
96
08/02 10:40 80 AC 617 1B Atoro de la manguera y tuvo que esperar que los
mecánicos lleguen hasta la labor para poder
solucionarlo.
Fuente: Elaboración propia
Para tener una mayor interpretación de las demoras operativas, en el gráfico
siguiente se muestra el horario de guardia en la Unidad Minera Carahuacra.
Gráfico 12: Horario de guardia en la Unidad Minera Carahuacra (Fuente: Elaboración propia)
2.2.13.6 Costos
Los costos de lanzado son fijados por la propiedad del
equipo, en el siguiente cuadro firmado por los representantes de las
empresas ROBOCON y VOLCAN observamos los costos:
97
Tabla 19
Costos de lanzado por propiedad de equipo
Precio Unitario
Mixer Robot US$/M3
Robocon Robocon $ 130.00
Cia volcan Robocon $ 123.22
Robocon Cia volcan $ 111.91
Cia volcan Cia volcan $ 101.74
Traslado robocon $ 67.83
Traslado cia volcan $ 58.78
Lanzado robocon $ 62.17
Lanzado cia volcan $ 42.96
Fuente: Elaboración propia
Tabla 20 Costo de aditivo para shotcrete
Materiales Unid. PU ($-Unid.) Cant. $ /m3
Aditivo Acelerante
Master Rock 160
L 1.321 21 27.8
Dato obtenido del área de Costos y Presupuestos (Fuente: Elaboración propia)
2.2.13.7 Sugerencias
• Implementación de un taller y un grupo de trabajo de técnicos
mecánicos en interior mina, los cuales realizarán el
mantenimiento correctivo y preventivo de los robots, así como
también la administración del robot en stand-by.
Combinacion de Equipos
98
• Suministro de fibra para las cámaras de aditivos para optimizar el
cambio de labor de shotcrete sin fibra. El día 30 de enero, no se
habría perdido $750 y mejor optimización de tiempos.
• Revisar y supervisar el diseño óptimo de las labores, como
también la distribución estandarizada y mantener conductores
adecuados, para la buena conservación de las tuberías que
suministran el aire.
• Supervisión de los recipientes de aditivo acelerante en las cámaras
para abastecer continuamente a los robots.
• Evaluar la adquisición de teléfonos CISCO, para los operadores
de robot y/o ayudantes y así estos puedan estar comunicados con
los jefes de guardia, la planta BETONMAC y su supervisor de
zona. Por lo que, se podrían distribuir convenientemente y
redistribuir eficientemente.
• Proveer mejor transporte para ingresar a mina de los operadores
de robots y los respectivos ayudantes, implementando más
camionetas o acondicionar buses para el ingreso a mina.
• Motivar y promover talleres y/o charlas de retroalimentación de
los procesos y procedimientos entre las personas que trabajan.
2.2.14 Sostenimiento con perno y malla
2.2.14.1 SIPOC
99
Tabla 21
SIPOC Sostenimiento con perno y malla
100
de servicios
Fuente: Elaboración propia
2.2.14.2 Identificación de problemas
• Falta de mantenimiento preventivo y predictivo al equipo
empernador.
• Los mecánicos de Atlas Copco laboran en superficie, cuando
existen fallas en los equipos hay una pérdida de tiempo para el
traslado donde se encuentra el equipo.
• Falta de presión de agua en algunas labores, no permite que el
equipo perfore y mucho menos pueda colocar los pernos
adecuadamente, generando la mala instalación de los mismos y
SIPOC
Proceso Sostenimiento con pernos y/o malla Objetivo Reforzar la resistencia de la roca y/o el sostenimiento previo
PROVEEDORES INPUT PROCESO OUTPUT CLIENTE
New concept Mining Pernos Hydrabolt 7”
Orden de trabajo
↓
checklist
Acopio de
insumos según tipo
↓
↓
Instalaciòn de
servicios ↓
Perforaciòn de
taladros ↓
Colocación de
↓
Labores sostenidas con: Perno y malla
Perno y shotcrete Perno malla y
shotcrete
Operaciones de mina, que requiere el sostenimiento para
continuar las operaciones unitarias
con seguridad para
los trabajadores.
Malla electrosoldada
Atlas Copco Accesorios de
perforaciòn
Servicios Mina Agua Energía
Desinstalación
101
su posterior desempeño mermado en cuanto a la resistencia que
aporta a la roca.
• El personal que opera el emperador y ayudantes ingresan algo
tarde, sus actividades inician alrededor de las 9 am, esto se debe
a que no hay buen control en los horarios establecidos; habría
que revisar el hecho de que las labores estén listas, así como los
suministros para poder llevar a cabo dicha operación. Sin
embargo, la lejanía de la residencia de los trabajadores hace que
ingresen tarde.
• La irregularidad de las labores (secciones variables) hace que al
momento de medir la malla a utilizar halla cierta perdida. Así
como, dificultar un poco su instalación. Incluyendo una
distribución irregular de los pernos.
• Falta de conocimiento geo mecánica básico, de los operadores
de BOLTEC, para una óptima colocación de pernos en las
labores.
2.2.14.3 Análisis de tiempo
A continuación, se muestra el análisis de los tiempos que
registra el empernador Boltec J-404 en 3 días (guardia día), siendo su
operador Nilton Meza (Volcan) y Javier
Chamorro
(TECNOMIN).
102
a) Guardia día del 06/02 al 08/02
Tanto el operador como el ayudante residen en Yauli, y se
apersonan a las oficinas de Huaripampa a las 8 am, para recibir del
jefe de guardia (Ing. José Meza) la orden de trabajo del día con las
labores a sostener. Es aquí donde se cambian en el vestuario, para
empezar la guardia.
En el siguiente cuadro, nos muestra el tiempo operativo,
durante toda la guardia de 12 horas. Representa un 51.44% del total
de la guardia.
Tabla 22 Tiempo operativo durante la guardia de 12 horas
Actividad Tiempo % % acum.
Colocación de malla 2.81 23.38% 23.38%
Perf. Y colocación de pernos 1.93 16.06% 39.44%
Traslado de equipo a labor 1.06 8.80% 48.24%
Desate de rocas 0.36 2.96% 51.20%
Otros trabajos en la labor 0.03 0.23% 51.44%
Fuente: Elaboración propia
En el siguiente cuadro, nos muestra las demoras operativas
1, durante toda la guardia de 12 horas. Representa un 28.19% del
total de la guardia.
Tabla 23 Demoras operativas 1, durante la guardia de 12 horas
Demora operativa 1 Tiempo % % Acum.
Salida de personal 1.06 8.80% 8.80%
Ingreso de personal 0.99 8.29% 17.08%
Refrigerio 0.90 7.50% 24.58%
Chequeo de máquina/labor 0.43 3.61% 28.19%
103
Fuente: Elaboración propia
En el siguiente cuadro, nos muestra las demoras operativas
2, durante toda la guardia de 12 horas. Representa un 36.34% del
total de la guardia.
Tabla 24 Demoras operativas 2, durante la guardia de 12 horas
Demora operativa 2 Tiempo % % acum.
Falta de insumos accesorios 0.38 3.15% 3.15%
Falta de instalación de
agua/aire/energía
0.37 3.10% 6.25%
Otras demoras operativas 0.36 2.96% 9.21%
Esperando frente de trabajo 0.14 1.20% 10.42%
Falta de agua/aire 0.11 0.93% 11.34%
Equipo en stand-by 0.08 0.69% 12.04%
Traslado de equipo por falta
de labor
0.04 0.32% 12.36%
Fuente: Elaboración propia
b) Distribución de tiempos
La figura nos representa la distribución de las actividades y
demoras operativas, así como las demoras no operativas.
104
Gráfico 14: Distribución de las actividades y demoras operativas (Fuente:
Elaboración propia)
A partir de las demoras operativas construimos el diagrama
de Pareto para poder analizar las causas principales que generan las
demoras operativas.
Gráfico 15: Diagrama de Pareto distribución de las actividades y
demoras operativas, así como las demoras no operativas (Fuente:
Elaboración propia)
52 %
8 %
% 28
12 %
DEMORAS OPERATIVAS
AO
DNO
DO1
DO2
105
Del gráfico de Pareto, se observa que las demoras críticas son
salida de personal (el bus es lento), ingreso de personal (el
Personal viene de Yauli, y algunas veces no hay bus o camioneta
para el ingreso por lo cual debe realizarlo a pie), Refrigerio (el
operador deja el equipo en el nivel donde se encuentra para dirigir
irse luego al comedor del nivel 780, junto con el ayudante), chequeo
de labor (muchas veces falta realizar el desate o aún queda roca
suelta remanente), falta de insumos ( cuando se trata de colocar
malla, esta se encuentre algunas veces lejos de la labor por lo cual
se debe pedir ayuda al scoop o el mismo empernador para lo cual no
está apto) y falta de instalación de servicios de agua y energía.
Gráfico 16 : Demoras críticas (Fuente: Área de Productividad de la Unidad Minera Carahuacra)
106
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
107
3.1 MÉTODO Y ALCANCES DE LA INVESTIGACIÓN
3.1.1 Tipo de investigación
El tipo de investigación es aplicada, está dirigida a determinar, a través del
conocimiento científico, los medios (metodologías, protocolos y/o tecnologías)
por los cuales se puede cubrir una necesidad reconocida y especifica. (16)
3.1.2 Nivel de investigación
El diseño de investigación es descriptivo – explicativo, este describe los
datos y características de la población o fenómeno de estudio. Las
investigaciones explicativas buscan especificar los fenómenos que son
sometidos a una experimentación debido al contacto y observación directa.
3.1.3 Método de investigación
Se emplea como método general el método deductivo; y analítico.
3.2 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
3.2.1 Diseño general
• Experimental
3.2.2 Diseño específico
• Pre-experimental
3.3 POBLACIÓN Y MUESTRA
3.3.1 Universo
Sostenimiento mecanizado en las labores permanentes en Carahuacra
Volcan Compañía Minera S.A.A.
3.3.2 Muestra
Labores Tipo IIIB-IVA; RMR 31-50 Carahuacra Volcan Compañía Minera
108
S.A.A
3.4 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS
Shotecrete de gradiente a gradiente
Reducir el consumo de Shotcrete de labores temporales (Accesos), sosteniendo con
este material de gradiente a gradiente (calidad de roca IIIB – IVA; RMR 50-31). Costo
m3: 259.94 $/m3
Figura 23: Diseño de shotcrete de gradiente a gradiente (Fuente: Elaboración
propia)
3.5 MÉTODO Y PROCEDIMIENTO
Primera fase: Se realizó a través de la planificación de las actividades necesarias
para dar cumplimiento de la investigación En esta fase se eligió la documentación que
conformó el marco conceptual para definir las categorías principales, subcategorías y las
dimensiones de cada una.
Segunda Fase: está referida a la investigación de campo, en donde a través de las
técnicas de observación se llevó un diario o registro de los hechos desapercibidos para
otros.
Tercera fase: Se refiere al análisis, interpretación e integración de los resultados.
Esta se hizo a través de las conexiones de las categorías y las subcategorías. Se constató
109
con el marco conceptual existente. Para lo cual el autor en base a una exhaustiva revisión
documental de los libros, Internet y los documentos enviados vía online.
Tabla 25 Lanzado de shotcrete por empresa
VETA EJECUTOR ETAPA TOTAL
M.L. AESA PREPARACIÓN 470
MARY AESA PREPARACIÓN
VOLCAN PREPARACIÓN
1045
255
TOTAL 1770
Fuente: Elaboración propia
Tabla 26 Lanzado de shotcrete por mes
Fuente: Elaboración propia
3.6.1 Método
En la investigación se aplicará básicamente el método experimental, buscando
establecer las variables de estudio.
VETA Ene-18 Feb-18 Mar-18 Abr-18 May-18 Jun-18 Jul-18 Ago-18 Set-18 Oct-18 Nov-18 TOTAL
M.L 60 70 40 20 100 30 30 30 15 75 470
MARY 30 15 155 205 90 70 135 175 40 90 40 1045
75 100 20 20 40 255
TOTAL 90 85 195 300 190 170 165 205 90 125 155 1770
110
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
111
El presente protocolo de pruebas tiene como fin dar a conocer la ejecución de pruebas
piloto para el sostenimiento con Shotcrete con la finalidad de optimizar costos para el
presupuesto 2018, sin afectar el sostenimiento (factor de seguridad).
4.1 DISEÑO PROPUESTO DEL SHOTCRETE
4.1.1 Especificaciones
- Calcular las proporciones de los materiales a utilizar para el - shotcrete.
- La resistencia en comprensión de diseño especificado es de 300 kg/cm2 a una
desviación estándar de =20kg/cm2.
- El tamaño máximo nominal del agregado grueso es de 3/8’’.
4.1.2 Materiales
- Cemento Portland
Peso específico = 3.15 kg/cm3
- Agregado fino
Peso específico de masa = 2.5 kg/cm3
Absorción = 4.3%
Contenido de humedad = 7.9%
Módulo de fineza = 3.59
Peso seco compactado
- Agregado grueso
= 1523 kg/cm3
Tamaño máximo nominal = 3/8’’
Peso seco compactado = 1486 kg/cm3
Peso específico de la masa = 2.4 kg/cm3
Absorción = 1.21%
Contenido de humedad = 0.13%
- Agua
112
- Fibra
- Aditivo
4.1.3 Volumen unitario de agua:
Usando la tabla N° 2 (VER ANEXO 02) para el asentamiento de 1’’ a 2’’
concreto sin aire incorporado con un máximo nominal de 3/8’’ es de 180 lt/m3.
4.1.4 Contenido de aire:
Usando la tabla N° 3 (VER ANEXO 02) el contenido de aire atrapado para un
agregado grueso de tamaño máximo nominal de 3/8’’ es de 3.0%.
4.1.5 Relación agua / cemento:
Usando la tabla N° 04 (VER ANEXO 02) para una resistencia inicial de
300 kg/cm2 más el factor de seguridad, la resistencia total es de 375 kg/cm2 en
un concreto sin aire incorporado, se encuentra una relación de agua / cemento de
0.45.
4.1.6 Factor cemento:
Factor cemento = 180 / 0.45 = 400
4.1.7 Contenido de agregado grueso:
Usando la tabla N° 5 (VER ANEXO 02) con un módulo de fineza del agregado
fino de 3.59 y un tamaño máximo nominal del agregado grueso de
3/8’’ con un valor de b/b de 0.42 m3 de agregado grueso compactado por unidad
de volumen del concreto, se tiene:
Peso del agregado grueso = 0.42*1650 = 693 kg/cm3
4.1.8 Cálculo de volúmenes absolutos:
113
Conocido los pesos de cemento, agua y agregados, calculamos los volúmenes
absolutos de los materiales:
𝑽 = 𝑷𝒆𝒔𝒐 = 𝒎𝟑
𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄í𝒇𝒊𝒄𝒐
Cemento: 400 / (3.15 * 1000) = 0.125 m3
Agua: 180 / (1*1000) = 0.180 m3
Aire: 3.0% = 0.030 m3
Agregado grueso: = 0.301 m3
TOTAL = 0.637 m3
4.1.9 Contenido de agregado fino:
Volumen: 1000 -0.637 = 0.362 m3
Peso: 0.362 * 2.18 * 1000 = 790.97 kg/m3
4.1.10 Valores del diseño:
Se detalla los valores obtenidos para 1 m3 de concreto:
Tabla 27
Peso real de materiales para shotcrete
Insumo Peso Real Unidad
Arena 1483 Kg
Cemento 400 Kg
Agua 180 Lt
114
Fibra Metálica 20 Kg
Fibra Sintética 5 Kg
Aditivo Súperplastificante 5 Lt
Aditivo Acelerante de Fragua 26 Lt
Fuente: Elaboración propia
4.2 CÁLCULO DE ESPESOR DEL SHOTCRETE
Para determinar el espesor del shotcrete será necesario en una galería, el parámetro
fundamental de la presión; sobre el techo y los hastiales. Este puede calcularse, a partir
de, los criterios de Everling o de Protodiakonov; teniendo en cuenta, el coeficiente de
Poisson.
Para el cálculo del espesor, puede aplicarse la fórmula de Rabcewicz:
e = Espesor de la capa de gunita (m)
Pi= Presión sobre el sostenimiento (t/m2) R
= Radio de la galería (m) t= Resistencia a
cortante de la gunita (t/m2) f = Coeficiente
de seguridad
115
Tabla 28 Cálculo de espesor de shotcrete
Fuente: Elaboración propia
4.3 ANÁLISIS DE CONSUMO TOTAL DE SHOTCRETE AÑO 2018
El cálculo del volumen de shotcrete consumido se determina mediante:
𝑉 = 2𝑝 ∗ 𝑙 ∗ 𝑒
V: Volumen (m3)
2p: Perímetro de la sección de labor (m) l:
Longitud de la labor de shotcrete lanzado (m)
e: Espesor del shotcrete lanzado (m)
Para realizar las pruebas solo se realizará en Accesos programados para el 2018
previa evaluación Geo mecánica.
Se consideró el sostenimiento para labores temporales (Accesos) con Shotcrete de
2” + pernos (tipo de roca IIIB a IVA; RMR: 50-31).
116
Para determinar el ahorro proyectado se basa en consumo de shotcrete Vs consumo
de shotcrete de gradiente a gradiente.
Tabla 29
Programa anual de accesos - 2018
Fuente: Elaboración propia
De acuerdo a proyección para shotcrete a 2 pulgadas (programa Anual 2018) a una
sección de 3.5m x 3.8m los m3 sería como el cuadro adjunto con un total de
1276m3.
Tabla 30
Programa anual de proyección para shotcrete 2018
Fuente: Elaboración propia
Para la cubicación teórica del shotcrete se considera restar los 2 m de gradiente al
perímetro, los demás parámetros se mantienen constantes (espesor, rugosidad, rebote).
El siguiente cuadro muestra los m3 estimados, lanzado de gradiente a gradiente siendo
un total de 937m3.
VETA EJECUTOR Mar-
18 Abr18 May-
18 Jun18 Jul18 Ago18 Set18 Oct18 Nov18
TOTAL M.L AESA 40 20 100 30 30 30 15 75 340
AESA
MARY 155 205 90 70 135 175 40 90 40 1000
VOLCAN 75 100 20 20 40 255
TOTAL GENERAL 195 300 190 170 165 205 90 125 155 1595
VETA EJECUTOR Mar-
18 Abr18 May-
18 Jun18 Jul18 Ago18 Set18 Oct18 Nov18
TOTAL M.L AESA 32 16 80 24 24 24 12 60 272
AESA
MARY 124 164 72 56 108 140 32 72 32 800
VOLCAN 60 80 16 16 32 204
TOTAL GENERAL 156 240 152 136 132 164 72 100 124 1276
117
Tabla 31 Cubicación teórica de shotcrete Mar- Abr- May- Jun- Jul- Ago- Set- Oct- Nov- VETA EJECUTOR 18 18 18 18 18 18 18 18 18 TOTAL
M.L AESA 23 12 59 18 18 18 9 44 201
AESA 91 120 53 41 79 103 23 53 23 586 MARY
VOLCAN 44 59 12 12 23 150 TOTAL GENERAL 114 176 112 100 97 121 53 74 90 937
Fuente: Elaboración propia
De acuerdo a los datos obtenidos se realizó una comparación entre el consumo
del shotcrete programado sin considerar la optimización y el consumo de shotcrete
considerando la optimización de reducción de los 2m de la gradiente.
118
Gráfico 18: Programa de consumo de shotcrete vs proyección de de consumo de shotcrete (Fuente:
Elaboración propia)
4.4 ANÁLISIS DE COSTO:
Para el análisis de costo se detalla el costo unitario de concreto lanzado, tanto del
consumo sin la optimización; así como el costo total tras la optimización del consumo
de shotcrete.
0
50
100
150
200
250
300
350
Mar-18 Abr-18 May-18 Jun-18 Jul-18 Ago-18 Set-18 Oct-18 Nov-18
CONSUMO DE SHOTCRETE EN m3
Consumo de shotcrete sin optimizar Consumo de shotcrete optimizado
Gráfico 17 : Consumo de shotcrete por meses (Fuente: Elaboración propia)
119
En primer lugar, se detalla el costo de material para 1m3 de concreto según
especificaciones y precio unitario de la Unidad Minera Carahuacra.
Tabla 32 Costo de material según diseño de shotcrete
COSTO DE MATERIAL SEGÚN DISEÑO DE SHOTCRETE
Material Peso Seco
Kg. Peso
Especifico
Volumen Correccion
Kg. P.Correjidos
Kg.
Tanda m3
0.020
PU - Carahuacra
$/Kg
Total
$
Cemento 400 3.2 125 - 400 8.00 0.16 $62.29
Agua 180 1 180 0.00 180 3.600
Arena 1483 2.4 618 0.00 1483 29.660 0.028 $41.30
Superplastificante 0.00 0 0.00 - 0.00 0.000 - $0.00
Fibra Met. 45/35 20.0 20.0 0.400 1.46 $29.20
Silice(10 %) - -
- - 0.000 $0.00
Vol. Pasta - - 340
Vol. Aire % - - 35
Vol. Aridos - - 660
R: a/c 0.45 - -
Dosis 0.000 - -
TOTAL 2083 1000 2083 42 $132.79
Fuente: Elaboración propia
Para el comparativo de costos se considera el transporte, lanzado y el costo del
material por m3, teniendo un costo total de 259.94 $/m3 (Robocon).
Tabla 33 Cuadro comparativo de costos
Material de
sostenimiento
Costo de
material Ejecutor Costo de servicio
Instalación Transporte Lanzado Costo total
SHOTCRETE 132.8
$/m3 ROBOCON
-
-
-
-
57.49 $/m3 -
66.34 $/m3 -
127.14 $/m3
109.45 $/m3
190.29 $/m3
199.14 $/m3
259.94 $/m3
242.25 $/m3
- 120.51 $/m3 253.31 $/m3
120
- 99.50 $/m3 232.30 $/m3
0.99 $/und - - -
Fuente: Elaboración propia
El costo de sostenimiento con shotcrete en Accesos según programa 2018 se muestra
en el cuadro adjunto con un total de $ 331684.54.
Tabla 34
Costo por metro cúbico según programa anual 2018 VETA EJECUTOR
M.L AESA
Mar-18
8318.08 Abr-18
4159.04 May-18
Jun-18 Jul-18 Ago-18 Set-18 Oct-18 Nov-18 TOTAL
20795.00 6238.60 6238.56 6238.60 3119.30 15596.40 70703.58
MARY AESA 32232.60 42630.20 18715.70 14557.00 28074.00 36391.60 8318.10 18716.00 8318.08 207953.28
VOLCAN 15596.40 20795.20 4159.00 4159.00 8318.08 53027.68
TOTAL GENERAL 40550.68 62385.64 39510.90 35352.00 34312.60 42630.16 18715.70 25994.30 32232.56 331684.54
Fuente: Elaboración propia
El costo de sostenimiento proyectado con shotcrete de gradiente a gradiente en
accesos según programa 2018 se muestra en el cuadro adjunto con un total de
$243563.80.
Tabla 35
Costo por metro cúbico según programa 2018 – Lanzado de Shotcrete de gradiente a
gradiente
VETA M.L
EJECUTOR
AESA
Mar-18
5978.62 Abr-18
3119.28 May-18
Jun-18 Jul-18 Ago-18 Set-18 Oct-18 Nov-18 TOTAL
15336.00 4678.92 4678.92 4678.90 2339.50 11437.40 52247.54
MARY AESA 23654.50 31192.80 13776.80 10658.00 20535.00 26773.80 5978.60 13777.00 5978.62 152325.12
VOLCAN 11437.40 15336.50 3119.30 3119.30 5978.62 38991.12
TOTAL GENERAL 29633.12 45749.48 29113.30 25994.00 25213.92 31452.72 13776.80 19235.80 23394.64 243563.78 Fuente: Elaboración propia
121
Gráfico 19: Costo mensual de shotcrete sin optimizar vs costo de shotcrete optimizado (Fuente: Elaboración
propia)
Gráfico 20: Costo total de shotcrete sin optimizar vs costo total de shotcrete optimizado (Fuente:
Elaboración propia)
4.5 ANÁLISIS DE RESISTENCIA Y CONTROL DE CALIDAD DEL SHOTCRETE
0.00
10000.00
20000.00
30000.00
40000.00
50000.00
60000.00
70000.00
Mar-18 Abr-18 May-18 Jun-18 Jul-18 Ago-18 Set-18 Oct-18 Nov-18
COSTO MENSUAL DE SHOTCRETE ($)
Costo de shotcrete sin optimizar Costo de shotcrete optimizado
0.00
50000.00
100000.00
150000.00
200000.00
250000.00
300000.00
350000.00
TOTAL
COSTO TOTAL DE SHOTCRETE ($)
Costo total de shotcrete sin optimizar
Costo total de shotcrete optimizado
122
4.5.1 Control de calidad del agregado
Para poder evaluar la resistencia del shotcrete primero se debe realizar el
control de calidad del agregado, debido a que para una mejor consistencia del
shotcrete es necesario un agregado de buena calidad.
Granulometrías obtenidas
Tabla 36
Control de calidad del agregado FECHA
17-Ago
18-Ago
19-Ago
20-Ago
21-Ago
22-Ago
23-Ago Gradación Gruesa Media Media Gruesa Media Media Media
% de Humedad 4.08 3.81 4.31 5.2 3.87 3.97 4.82
% < N° 200 Módulo de
4.86 3.9 4.94 5.07 4.08 4.24 4.08
Fineza 4.03 3.84 3.61 4.21 3.85 3.72 3.65
Gráfico 21: Curva granulométrica (Fuente: Área de Geomecánica)
123
4.5.2 Resistencia a la compresión
En las aplicaciones de Shotcrete es vital el control de las resistencias
iniciales, tempranas y el desarrollo a edades de 1, 3, 7, 28 días para poder medir
y conocer cuál es el comportamiento de Shotcrete.
En el laboratorio de superficie y planta se realizó la elaboración de los
diseño de mezcla y la toma de probetas para la determinación de las resistencias
a compresión del shotcrete a 1,3,7 y 28 desde el 5 hasta el 12 de marzo con las
aditivos superplastificantes y acelerante de fragua de Sika y Eco andina, el día
07 de marzo en el Sub Nivel 8025, se realizaron las pruebas industriales a nivel
de planta y labor con los aditivos de Sika en la que se tomaron 01 panel
prismático para la extracción de núcleos diamantinos y poder determinar las
resistencias alcanzadas con estos aditivos, también se tomaron 02 paneles
cuadrados para pruebas de absorción de energía y el día 11 de marzo se
realizaron las pruebas industriales con los aditivos de Eco andina en el Cx 0309
Nv 1020 piso 16, donde se tomaron las muestras respectivas para resistencia a
compresión.
Gráfico 22: Resistencia a la compresión del shotcrete en probetas (Fuente: Área de Geomecánica)
-100
100
300
500
Dias 1 Dias 3 Dias 7 28 Dias
Diseño Actual R A/C 0.52 22 134 145 226 Diseño Sika R A/C 0.43 142 448 Diseño ECO ANDINA R A/C
0.43 127 319
22 134 145 226
142
448
127
319
Kg/
Cm
2
Resistencia a la Compresion del Shotcrete en Probetas
124
Gráfico 23: Resistencia a la compresión del shotcrete en diamantina (Fuente: Área de Geomecánica)
4.5.3 Simulación de tajeos y diagrama de contornos
Figura 24: Diagrama de contornos (Fuente: Elaboración propia)
La simulación en el software Phase 2 nos permite verificar el factor de
seguridad y poder analizar los esfuerzos que actúan sobre nuestra labor. Para ello
analizaremos los factores de seguridad obtenidos antes y después de la
optimización del consumo de shotcrete.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Dias 1 Dias 3 7 Dias Dias 28 Diseño Actual R A/C 0.52 185 Diseño Sika R A/C 0.43 244 409 Diseño ECO ANDINA R A/C 0.43 318 Diseño Quimica Suiza R A/C
0.47 440
185
244
409
318
440
Kg/
Cm
2
Resistencia a la Compresion del Shotcrete en Diamantina
125
Figura 27: Llenado de datos en el software Phase 2 (Fuente:
Elaboración propia)
Colocamos en el programa los datos de los materiales existentes en la labor
con sus respectivas especificaciones.
126
Figura 30: Especificaciones de los materiales existentes (Fuente:
Elaboración propia)
Figura 31: Análisis del factor de seguridad de la labor con shotcrete sin
optimizar (Fuente: Elaboración propia)Figura 32: Especificaciones de los
materiales existentes (Fuente: Elaboración propia)
Como se puede observar en el siguiente grafico el factor de seguridad
obtenido en una labor sin la optimización del consumo del shotcrete, es un factor
admisible dentro de los estándares de seguridad.
127
Figura 33: Análisis del factor de seguridad de la labor con shotcrete
sin optimizar (Fuente: Elaboración propia)
Se realiza la simulación del factor de seguridad tras la optimización
propuesta, existe una variación del factor de seguridad con respecto al análisis
del factor de seguridad sin la optimización del shotcrete.
con la nueva alternativa de optimización del shotcrete (Fuente:
Elaboración propia)
Figura 36 : Simulación y análisis del factor de seguridad
128
4.6 PRUEBA DE HIPÓTESIS
Las tablas mostradas indican el resultado del trabajo que se ha desarrollado y
explican el procedimiento de factibilidad en la reducción de costos y mejoramiento de
la producción de lanzado con una buena aplicación y uso de las técnicas de
sostenimiento proyectado con shotcrete de gradiente a gradiente, el resultado se
muestra en el cuadro comparativo que se presentó; mejorando así, el sistema de
sostenimiento y demás procesos de minado y por ende se puede decir que la hipótesis
planteada es verdadera por los resultados obtenidos.
4.6.1 Hipótesis General
Es correcta y adecuada selección del diseño de shotcrete trajo como
consecuencia un alto nivel de optimización y por consecuente permite mejorar
el rendimiento y reducir costo en la operación en el consumo de shotcrete de
gradiente a gradiente en labores permanentes, para labores Tipo IIIB-IVA;
RMR 31-50 Carahuacra Volcan Compañía Minera S.A.A.
4.6.2 Hipótesis específicas
• Como se pudo demostrar la optimización en el consumo de shotcrete
influye significativamente en la variación de costos; en la proyección de
consumo de shotcrete se estimó un costo total de $ 331,684.54; sin
embargo, el costo de sostenimiento proyectado con shotcrete de gradiente a
gradiente fue de $ 243,563.78, obteniendo así una diferencia de $
88,120.76.
• Tras el análisis de resistencia y la simulación en el software se demostró
que al no realizar la optimización del consumo de shotcrete tras la reducción
129
de los 2m de gradiente el factor de seguridad continúa estando dentro de los
limites admisibles de seguridad.
CONCLUSIONES
130
1. El costo planificado de sostenimiento con shotcrete fue de $ 331,684.54; mientras que el
costo de sostenimiento proyectado con shotcrete de gradiente a gradiente fue de $
243,563.78, con una diferencia de $ 88,120.76.
2. Siendo la seguridad del personal el factor más importante en una operación minera, la
aplicación de la nueva alternativa de optimización mantiene un régimen óptimo de
seguridad.
3. Considerando el tiempo de operación y la efectividad del sostenimiento con shotcrete como
una de las opciones más utilizadas en materia de sostenimiento, se tiene en este un elemento
importante para el control de accidentes por caída o desprendimiento de rocas.
4. El sostenimiento con shotcrete de gradiente a gradiente favorece la operación en mina ya
que al reducir los dos metros de gradiente se logra una mejora en el tiempo del proceso de
sostenimiento.
5. El control de rebote de fibras en el lanzado de shotcrete favorece a la aplicación correcta
de las técnicas de proyección de lanzado y el uso exclusivo de un diseño de mezcla,
reduciendo así costos en la operación por m3 de shotcrete.
RECOMENDACIONES
131
1. Es recomendable realizar un seguimiento continuo a las labores donde se realizó un
sostenimiento de gradiente a gradiente para poder verificar su estabilidad y resistencia.
2. Por ser el sostenimiento con shotcrete uno de los métodos más eficientes, su uso es
altamente recomendable en labores Tipo III A y IIIB facilitando y optimizando el proceso
de minado.
3. Debido a la optimización de tiempos con el sostenimiento con shotcrete de gradiente a
gradiente, es recomendable contar con labores preparadas para el sostenimiento con la
finalidad de obtener mejoras en todo el proceso de minado.
4. Se recomienda considerar el factor estructural y la presencia del agua los cuales disminuyen
la resistencia del macizo rocoso por lo que el refuerzo de estas labores es necesario (previa
evaluación Geo mecánica).
5. Se recomienda que al no tener pie el shotcrete la tendencia al fisuramiento aumenta por lo
que se debe realizar monitoreo a través de la instalación de fisuro metros y de ser necesario
reforzar con cintas metálicas (straps) según evaluación geo mecánica.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
132
• Sandoval, O. & Guillén, H. (2014). Modelamiento numérico aplicado al shotcrete
fibroreforzado orientado a la optimización de las operaciones de minado en CMHSA.
Trujillo, Peru.
• Celada, G. (1986) - Diseño y Utilización de Sostenimiento con Shotcrete Activos en la
Minería Española, España.
• Guillén, H. (2013). Aplicación del método de deformación controlada en la ejecución de
labores de avance en CMHSA. Trujillo, Peru.
• Manual Examine (2000) - Departamento de Ingeniería Civil y Mecánica de Rocas –
Universidad de Toronto, Canadá.
• Melbye, T. (2001). Shotcrete para soporte de Rocas. Londres, Inglaterra.
• Hofler, J. & Schlumpf, J. (2004). Concreto Proyectado en la Construcción de Túneles,
San Francisco, EE. UU.
• Sika Informaciones Técnicas (2010). Concreto reforzado con fibra. Bogotá, Colombia
• Bates, R. y Jackson, (1984). J. Dictionary of geological terms (rocks, minerals and
gemstones). Michigan: EE.UU.
• Bateman, A. (1951). The formationof mineral deposits. New York: EE.UU.
• Bieniawski, Z. (1989), Engineering Rock mass classifications, A Wiley-Interscience,
USA.
• Riedmüller, G., Brosch, F., Klima, K., Medley, E. (2001). Engineering geological
characterization of brittle faults and classification of fault rocks. Canada.
• Brigham, E. & Ehrhardt, (2018) M. Finazas Corporativas: enfoque central. (1° ed.).
Cengage Learning. Mexico.
• Volcan Compañia Minera Carahuacra. (2017). Plan Anual de Minado, Perú.
133
ANEXOS
Matriz de consistencia
Planteamiento del problema Objetivos Hipótesis Metodología de la
investigación
Problema General
¿En qué medida la optimización del consumo de Shotcrete en labores
permanentes tipo IIIB – IVA de RMR 31-50 influye en reducir los costos de
sostenimiento en la Mina Carahuacra - Volcan Compañía Minera S.A.A.?
Problemas específicos
• ¿Cómo influye la reducción del concreto de la gradiente en la optimización del consumo de Shotcrete en labores permanentes tipo
IIIB – IVA de RMR 31-50 para reducir los costos de sostenimiento en
la Mina Carahuacra - Volcan Compañía Minera S.A.A.?
• ¿Cuál es la variación del factor de
seguridad en la optimización del
consumo de Shotcrete en labores
permanentes tipo IIIB – IVA de RMR
31-50 para reducir los costos de
sostenimiento en la Mina Carahuacra
- Volcan Compañía Minera S.A.A.?
Objetivo General
• Determinar en qué medida la optimización del consumo de Shotcrete
en labores permanentes tipo IIIB – IVA
de RMR 31-50 influye en reducir los costos de sostenimiento en la Mina
Carahuacra - Volcan Compañía Minera S.A.A..
Objetivos específicos
• Determinar cómo influye la reducción
del concreto de la gradiente en la optimización del consumo de Shotcrete
en labores permanentes tipo IIIB – IVA de RMR 31-50 para reducir los costos de
sostenimiento en la Mina Carahuacra - Volcan Compañía Minera S.A.A.
• Determinar la variación del factor de
seguridad en la optimización del consumo de Shotcrete en labores
permanentes tipo IIIB – IVA de RMR 31-50 para reducir los costos de
sostenimiento en la Mina Carahuacra -
Volcan Compañía Minera S.A.A.
Hipótesis general
La optimización del consumo de Shotcrete en labores permanentes tipo IIIB – IVA de RMR 3150
influye significativamente en reducir los costos de sostenimiento en la Mina Carahuacra - Volcan
Compañía Minera S.A.A
Hipótesis especificas
• La reducción del concreto de la gradiente, en la optimización del consumo de Shotcrete en
labores permanentes tipo IIIB – IVA de RMR 3150, influye en reducir los costos de
sostenimiento en la Mina Carahuacra - Volcan Compañía Minera S.A.A.
• La variación del factor de seguridad en la
optimización del consumo de Shotcrete en
labores permanentes tipo IIIB – IVA de RMR
3150 influye en reducir los costos de
sostenimiento en la Mina Carahuacra - Volcan
Compañía Minera S.A.A
MÉTODO
GENERAL Método
deductivo; y analítico. TIPO DE
INVESTIGACIÓN
Aplicada
NIVEL DE
INVESTIGACIÓN Descriptivo –
explicativo. DISEÑO DE
INVESTIGACIÓN
Diseño general
Experimental Diseño específico
Pre-experimental
133
136
ANEXO 02
137
138
ANEXO
139
140